Nanostructured assemblies and composites

L’assemblage anisotrope de nano-objets (approche bottom up) selon des formes particulières et contrôlées est un domaine de recherche interdisciplinaire très actuel des sciences de la matière en raison des nouvelles propriétés physiques (magnétiques, optiques, opto-électroniques…) qui sont attendues et le besoin de miniaturiser les composants. Dans ce contexte, une voie qui se développe fortement actuellement est l’assemblage de nanoparticules fonctionnalisées ou nanoobjets qui constituent les briques élémentaires du matériaux.

S. Begin-Colin, B.P. Pichon ; collaboration GMO : JL Gallani, B. Donnio T. Daou (Doctorant), F. Mammeri (ATER), D. Ung (Post-doc GMI- GMO)

Divers procédés sont testés afin de structurer les nanoparticules fonctionnalisées dans des géométries variables, contrôlables du point de vue organisation. Une fois les nanoparticules assemblées par différentes techniques telles que l’auto-organisation, l’électro- ou magnéto-déposition, technique Langmuir-Blodgett…, la présence à leur surface de molécules possédant également des groupements terminaux polymérisables permettra de figer le système dans une matrice organisée et de disposer de matériaux hydrides multifonctionnels manipulables. La structuration de nanoparticules fonctionalisées par des dendrons permettra de moduler la distance entre les particules. En effet elle pourra être contrôlée par le nombre de générations et la nature du revêtement dendritique. Des propriétés optiques et magnétiques nouvelles peuvent résulter du couplage généré par l’organisation contrôlée et modulable des nanoparticules fonctionnalisées (réalisation de « photonic bandgap », interrupteurs photo-magnétiques…).

Auto-organisation de nanoparticules de Fe3O4 fonctionalisées (40 nm) (à gauche), structuration à une échelle micrométrique par la technique de Langmuir-Blodget ( à droite) sur des substrats de Si