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Dissertations / Theses on the topic 'Nanoparticules – Nanocristaux'
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Portal, Laura. "Synthèse et caractérisation structurale de nanocristaux d’oxydes métalliques." Limoges, 2013. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/1446de7f-ad34-4523-a092-42b9d260355c/blobholder:0/2013LIMO4063.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la synthèse de nanocristaux d’oxydes métalliques (ZrO2 et TiO2) de dimension inférieure à 5 nm et de distribution en taille étroite, sur leur caractérisation structurale et sur les relations taille/structure. Les synthèses ont été effectuées par un procédé sol-gel non-hydrolytique. L’étude de la structure a été menée à l’aide de diverses méthodes de simulation à l’échelle atomique empiriques et ab initio et de la technique de diffusion totale des rayons X permettant d’accéder aux fonctions de distribution de paires atomiques (PDF) des échantillons. Nous avons réussi à synthétiser des nanoparticules cristallisées de ZrO2 et TiO2 d’environ 3 nm et quasi mono-disperses. Dans le cas de ZrO2, nous avons montré que l’ajout de sodium métallique dans le milieu réactionnel est un paramètre déterminant pour obtenir des échantillons parfaitement cristallisés, de structure moyenne tétragonale, et monophasés. Divers modèles de nanoclusters (ZrO2)n avec n inférieur à 200 ont été construits en utilisant des méthodes de type algorithme génétique, dynamique moléculaire et relaxation structurale. La comparaison de leur PDF avec les données expérimentales a livré plusieurs informations : (i) les configurations théoriques les plus stables énergétiquement sont les plus désordonnées, (ii) la stabilisation de la surface des modèles, obtenue en saturant celle-ci avec des molécules d’eau, permet de limiter le désordre ce qui est davantage en accord avec les données expérimentales et met en évidence le rôle majeur de la surface des objets d’une telle taille, (iii) enfin la structure, coeur et surface, évolue fortement avec la taille des particulesThis work deals with the synthesis and the structural characterization of metallic oxide nanoparticles (ZrO2 and TiO2) as well as their size/structure relationships. We elaborated nanoparticles with a size inferior to 5 nm and a narrow size distribution. The syntheses were performed by a non-hydrolytic sol-gel route. The structural study was carried out using several empirical and ab initio simulation methods and X-ray total scattering to extract the pair distribution functions (PDF) of the samples. We succeeded in synthesizing crystalline nanoparticles of ZrO2 and TiO2 with a size of about 3 nm and quasi mono-dispersed. In the case of ZrO2, we showed that the addition of metallic sodium in the reaction environment is a key parameter in order to have crystallized and single-phased nanoparticles with an average tetragonal structure. Various models of nanoclusters (ZrO2)n (with n < 200) were built using methods such as genetic algorithms, molecular dynamics and structural relaxation. Comparing their PDF with the experimental data revealed that: (i) the most energetically stable theoretical configurations are the most disordered, (ii) the stabilization of the surface of the models, obtained by saturation with water molecules, can limit the disorder. This result is more in agreement with the experimental data and emphasizes the importance of the surface of such nanometer-sized objects, (iii) finally, the structure, including core and surface, highly evolves with the size of the particles
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Kameche, Farid. "Assemblage dirigé de nanocristaux métalliques." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066305/document.
Full textAbstract:
Le contrôle de l'organisation bidimensionnel de nanoparticules est primordial dans le défi que représentent l'enregistrement magnétique et l'augmentation de la capacité de stockage. Plus particulièrement, c'est ici la diminution de la taille des bits d'informations qui est ciblée. La conséquence serait alors une augmentation de la capacité de stockage de deux à trois ordres de grandeurs. Mais pour ce faire, il est nécessaire d'avoir une organisation bidimensionnelle de nanoparticules magnétiques de taille, forme et composition contrôlée. Via deux méthodes de synthèse, des nanoalliages de CoPt et Co33Pt67 de l'ordre de 2 nm ont été synthétisées. Ces derniers ont présenté alors des températures de blocage et des champs coercitifs ne permettant pas leurs utilisations dans des applications dans l'enregistrement magnétique. Cela s'explique par le fait qu'après synthèse, ces nanoparticules sont désordonnées chimiquement. Afin d'améliorer l'ordre chimique et donc les propriétés magnétiques, des recuits thermiques ont été effectués. Il a été montré que la mise en ordre a lieu vers 400°C et que, dans le cas de nanocristaux de Co33Pt67, la forme et la taille restent inchangées. Ces derniers pourraient être utilisés dans l'enregistrement magnétique à condition de pouvoir contrôler la distance interparticulaire. C'est pourquoi nous avons utilisé des molécules organiques capables de s'auto-assembler sur surface sur de longues distances et formant des réseaux nanoporeux aptes à servir de systèmes hôte et à capter les nanoparticules. Nous avons alors montré que des nanoparticules de platine possèdent une organisation quasi-hexagonale et monoclinique à moyenne distanceThe fine control of nanoparticles bi-dimensional organization remains a main challenge for magnetic recording applications. Although the current size for a data bit is around a few tens of nanometers, it could be reduced to the nanometer scale simply through using magnetic nanoparticles. Nonetheless, intrinsic parameters of the nanoparticles such as their sizes, shapes and chemical compositions have a direct incidence on their periodic arrangement. Two different chemical routes were used to synthesize 2 nm CoPt and Co33Pt67 nanoalloys. Due to the high chemical disordering of these nanocrystals, the blocking temperature and coercive fields were lower than wished for data storage applications. In order to exhibit a higher chemical ordering, in situ annealing of these nanocrystals was carried out. It has been shown that ordering occurred around 400°C. Plus, size and shape for Co33Pt67 were kept after annealing but not for equiatomic composition. Nevertheless, only poor mesoscopic ordering between nanoparticles is observed, as reported elsewhere. This hurdle could be overcome in using organic molecules able to self-assemble on graphite and forming a porous two-dimensional supramolecular template. Thus, such template was designed and used to demonstrate that 2 nm Pt nanoparticles can locally organize in quasi-hexagonal or monoclinic lattices
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Lacour, Frédéric. "Les nanocristaux de silicium : synthèse, propriétés, et applications." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112280.
Full textAbstract:
Ce travail s’inscrit dans la thématique des nanosciences et concerne d'une part la synthèse du silicium nanocristallin, d'autre part l'étude de ses propriétés de photoluminescence (PL) après passivation en voie sèche ou humide. Cette propriété due au confinement quantique dans les petits cristaux est en effet recherchée pour de nombreuses applications: traceurs fluorescents, optoélectronique, photovoltaïque, etc…La synthèse de nanocristaux de silicium est très difficile par voie chimique et la mise au point de méthodes capables d'en produire est donc un enjeu important. Le défi était d’arriver à produire des grains de très petite taille (<10 nm) tout en conservant des quantités notables. Je présenterai comment, au cours de ce travail, la pyrolyse laser a permis d'obtenir en quantité pondérable des grains de silicium d’une taille entre 4 et 8 nm. Les efforts sur la maîtrise de la synthèse des nanocristaux passent aussi par la mise au point d'un dispositif d'extraction des nanoparticules par jet supersonique et la mesure de masse des particules in situ, par temps de vol a été mise en place. Nous avons également étudié différentes voies de passivation des particules : oxydation naturelle et voie chimique qui permet entre autres une plus grande facilité de manipulation des poudres. Je présenterai aussi quelques résultats concernant la mise au point des amplificateurs sur le principe de fibres optiques co-dopées avec des nc-Si et des ions erbium. Un transfert d'énergie Er-Si a été observé dans des échantillons de silice élaborés par sol-gel et co-dopés avec des nc-Si et des ions erbium. Ce travail est donc encourageant pour des tests dans une configuration de fibre optiquesThis work concerns nanosciences thematic and deals with the synthesis and the photoluminescence (PL) properties of silicon nanocrystals. Quantum confinement effects become significant for small enough size crystals and induce strong PL which is appreciated for many applications: fluorescents markers, optoelectronic, solar cells, … However synthesis of silicon nanocrystals is very difficult to achieve in large amount, so development of methods able to produce quantities is a very important issue. The challenge was to synthesize very small grains (4 and 8 nm) while keeping the production rate as high as possible. Efforts on the synthesis are in progress, in order to develop a device for particles extraction by supersonic expansion. In-situ mass measurements were actuated and permit now the real-time synthesis optimization. Different ways of particles passivation were also studied: dry oxidization under air or liquid phase chemistry. Results concerning amplifiers devices based on nc-Si and Er3+ co-doped fiber optic are presented also. An energy transfer between Si and Er3+ was observed for silica sol-gel samples, which offers perspectives in fiber optic configuration
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Lalatonne, Yoann. "Organisation et propriétés de structures mésoscopiques constituées de nanocristaux." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066176.
Full text
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Mougel, Jean-Bruno. "Assemblages multifonctionnels à base de nanotubes de carbone et de nanocristaux de cellulose." Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4048/document.
Full textAbstract:
L’association de nanoparticules à propriétés complémentaires est une voie intéressante pour développer des architectures originales multifonctionnelles. Notre stratégie consiste à combiner la faculté de particules bio-sourcées, les nanocristaux de celluloses (NCC), à former des structures complexes, aux propriétés des nanotubes de carbones mono et multiparois (NTC). Leur association non covalente a pour but de conserver ces propriétés et de réaliser des émulsions de Pickering huile-dans-eau et des mousses par lyophilisation. Les dispersions en phase aqueuses de ces nanoparticules montrent des rendements importants atteignant jusqu’à 70 % de NTC dispersés. L’exploration des différents paramètres contrôlant la dispersion (concentration en NTC et en NCC, puissance des ultrasons et temps d’application) et de la morphologie des hybrides formés (par microscopie électronique et à force atomique) nous ont conduits à proposer un modèle de dispersion. Ces hybrides peuvent se positionner à l’interface huile/eau pour former des émulsions de Pickering. La présence de nano carbone ne modifie pas les caractéristiques morphologiques des émulsions, par contre, elle permet l’amélioration des propriétés rhéologiques. La lyophilisation de ces émulsions concentrées par centrifugation conduit à la formation de mousses solides de structure contrôlée. La porosité des mousses est déterminée dès l’étape de réalisation des émulsions. Les propriétés mécaniques et électriques restent peu améliorées par l’ajout de NTC. Nous attribuons ces faibles performances à la structure particulière des parois obtenues par alignement des NCC, sans pontage direct ni enchevêtrementThe association of nanoparticles with complementary properties is an interesting way to develop multifunctional original architectures. Our strategy consists in combining the ability of biosourced particles, the nanocrystals of celluloses (CNC), to form complex structures, with the properties of the single and multi-wall carbon nanotubes (CNT). Their non-covalent association aim is to preserve these properties and to realize oil-in-water Pickering emulsions and foams by freeze-drying. The aqueous dispersion of these nanoparticles shows high yields achieving as high as 70 % of dispersed NTC. The exploration of the various parameters controlling the dispersion (concentration of NTC and NCC, sonication time and power) and of the morphology of the hybrids (by electronic and atomic force microscopies) allow us to propose a quantitative model for the dispersion. These hybrids can also stabilize oil/water interface to form Pickering emulsion. Monodisperse distribution of micrometer-sized droplets is obtained. The addition of the NTC does not modify the morphology of the emulsion but improve their rheological properties. The freeze-drying of the concentrated emulsions produces solid foams with controlled structures. The porosity is determined during the step of emulsification. The mechanical and electrical properties show slight improvement by the addition of the NTC. We attribution these weak performance to the specific structure of the walls of the foams obtained by the alignment of the CNC weakly linked
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Ithurria-Lhuillier, Sandrine. "Synthèses et caractérisations de nanoparticules de semiconducteurs II-VI de géométries contrôlées." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066448.
Full textAbstract:
Nous avons déterminé la pression locale dans des nanocristaux de CdS/ZnS grâce à la phosphorescence de l’ion manganèse. Cet élément dopant a été placé suivant des positions radiales contrôlées dans une coque de ZnS formée couches par couches. Les mesures de pression expérimentales sont remarquablement proches de celles déterminées en utilisant le modèle simple de mécanique d’une sphère élastique isotrope. Ainsi le modèle de la sphère élastique isotrope peut servir à la compréhension de certains phénomènes observés tels que les changements de phases cristallines, ou la rupture sous contraintes de certaines coques et peut permettre une meilleure conception des nanoparticules coeur/coque. Dans un deuxième temps, nous avons mis au point la synthèse de puits quantiques colloïdaux de CdSe, CdS et CdTe. L’épaisseur de ces nanoparticules est contrôlée à la monocouche atomique près et elles présentent des propriétés physiques exceptionnelles. Nous citerons, notamment, leur émission avec des largeurs à mi-hauteur de l’ordre de kT à température ambiante. Enfin, nous montrons qu’il est possible d’étendre latéralement ces nanoparticules et le modèle k. P appliqué aux puits quantiques permet de revenir aux vraies épaisseurs des nanoplaquettes et de vérifier les paramètres physiques pour les trois matériaux.
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Maldiney, Thomas. "Nanocristaux à luminescence persistante : nouveaux concepts pour l'imagerie in vivo." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00831281.
Full textAbstract:
Les nanocristaux à luminescence persistante ont récemment été introduits dans le domaine de l'imagerie optique du petit animal comme alternative originale aux systèmes photoluminescents couramment utilisés pour la détection photonique in vivo. Comparables à des condensateurs optiques, ces matériaux présentent l'avantage de pouvoir être excités avant l'injection au petit animal, puis d'émettre un signal de luminescence dans la fenêtre de transparence des tissus, sans excitation continue de la sonde, pendant plusieurs dizaines de minutes. Cette technique propose une solution efficace au problème d'autofluorescence rencontré in vivo du fait de l'excitation des tissus biologiques, et permet d'augmenter de manière significative le rapport signal à bruit au moment de la détection optique. Les travaux initiaux ont cependant démontré que cette première génération de nanocristaux pouvait difficilement être suivie plus d'une heure après injection systémique chez le petit animal, et subissait une capture rapide au niveau du foie par le système monocyte macrophage. Pour répondre à ces deux inconvénients majeurs, nous introduisons une nouvelle génération de nanosondes photoniques dont les propriétés optiques permettent une excitation de la luminescence persistante in vivo, à travers les tissus de l'animal. Il devient ainsi possible de recharger le matériau après son injection à la souris et de retrouver un signal de luminescence persistante à tout moment. Une optimisation des propriétés de surface a également permis d'augmenter de manière significative le temps de circulation de ces nanoparticules, et de réaliser la première preuve de ciblage passif in vivo qui exploite l'effet EPR.
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Roullier, Victor. "Micelles de nanocristaux fluorescentes et magnétiques comme sondes pour la bio-imagerie." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S159.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail a été de synthétiser des nanosondes fluorescentes et magnétiques pour suivre des biomolécules en imagerie (microscopie de fluorescence, IRM, …). Des nanocristaux, respectivement semi-conducteurs fluorescents (quantum dots) ou magnétiques (oxyde de fer) ont été co-encapsulés au sein de micelles d'amphiphiles de 18 à 30 nm de diamètre. Ces amphiphiles (gallates PEGylés) possèdent 3 chaînes undecanoyles, un polyéthylène glycol de 34 unités et une fonction terminale : OH, NH₂, COOH ou N₃. Les propriétés magnétiques des micelles ont permis de les déplacer collectivement sous champ magnétique. En IRM l'effet sur le contraste a été quantifié. Enfin, des fonctions de reconnaissances telles que la biotine (ciblant les dérivés de l'avidine) ou le tris-NTA (ciblant les polyhistidines via le Ni²⁺), ont été introduites. Ce qui a permis, dans le cas tris-NTA, de réaliser un marquage de protéines transmembranaires sur des cellules HeLa à la fois spécifique et réversibleWe report the synthesis of both fluorescent and magnetic nanoprobes for labelling and tracking individual biomolecules by bio-imaging (fluorescence microscopy, MRI, …). Both fluorescent semi-conductors (quantum dots) and magnetic (iron oxide) nanocristals were co-encapsulated by using amphiphiles which self-organise into stable micelles with a diameter of 18 to 30 nm. These amphiphiles (PEGylated gallates) present 3 undecanoyl chains, a 34 units polyethylene glycol (PEG) and a terminal functional group such as : OH, NH₂, COOH or N₃. The magnetic properties of the micelles permit to guide them collectively under magnetic field. Furthermore, effect on the contrast in MRI was quantified. Finally, recognition groups such as biotin (targeting avidin derivatives) or tris-NTA (targeting polyhistidine tag by complexation with Ni²⁺) were introduced. We achieved a specific and selective labelling of transmembranar proteins onto HeLa cells, using tris-NTA
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Dreyfuss, Sébastien. "Utilisation de phosphore blanc et d'aminophosphines pour la formation de nanocristaux d'InP." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30100/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur la synthèse de nanocristaux de phosphure d'indium (InP) et en particulier sur l'utilisation de précurseurs phosphorés tels que le phosphore blanc et les aminophosphines. Les nanocristaux d'InP sont des matériaux semi-conducteurs prometteurs dans le cadre d'applications biologiques et optoélectroniques grâce à leur faible toxicité et à leurs spectres d'absorption et de fluorescence dans le visible. En outre, le phosphore blanc, allotrope le plus réactif du phosphore, est un produit industriel fabriqué à très grande échelle. Il est en effet à l'origine de tous les produits phosphorés à bas degrés d'oxydation tels que les phosphines. Sa fonctionnalisation directe visant à former des espèces chimiques nouvelles ou valorisables est un domaine de recherche actif. Alors que les nanocristaux d'InP sont traditionnellement synthétisés en utilisant une silylphosphine comme précurseur phosphoré, une nouvelle méthodologie reposant sur l'utilisation d'aminophosphines a émergé. Les aminophosphines étant plus facilement accessibles et manipulables que les silylphosphines, il s'agit d'une avancée importante pour le développement des nanocristaux d'InP. C'est pourquoi nous avons étudié précisément le mécanisme de formation de ces nanocristaux, en nous appuyant notamment sur la RMN, la spectrométrie de masse et les calculs DFT. Cette compréhension fine du mécanisme a permis l'optimisation de la synthèse des nanocristaux d'InP.L'utilisation du phosphore blanc pour former des nanocristaux d'InP repose sur la formation de nanoparticules d'indium monodisperses puis sur l'incorporation du phosphore à l'intérieur des nanoparticules. En partant d'une méthodologie de synthèse de nanoparticules d'indium de la littérature, nous avons découvert le paramètre central de la synthèse : la présence d'une quantité bien précise d'eau dans le solvant. Les nanoparticules d'indium ainsi formées sont oxydées en surface et doivent être activées afin de réagir avec le phosphore blanc.Enfin, la fonctionnalisation moléculaire du phosphore blanc avec des borohydrures pour former des liaisons P-H et par voie radicalaire pour former des silylphosphines est présentéeCe travail de thèse porte sur la synthèse de nanocristaux de phosphure d'indium (InP) et en particulier sur l'utilisation de précurseurs phosphorés tels que le phosphore blanc et les aminophosphines. Les nanocristaux d'InP sont des matériaux semi-conducteurs prometteurs dans le cadre d'applications biologiques et optoélectroniques grâce à leur faible toxicité et à leurs spectres d'absorption et de fluorescence dans le visible. En outre, le phosphore blanc, allotrope le plus réactif du phosphore, est un produit industriel fabriqué à très grande échelle. Il est en effet à l'origine de tous les produits phosphorés à bas degrés d'oxydation tels que les phosphines. Sa fonctionnalisation directe visant à former des espèces chimiques nouvelles ou valorisables est un domaine de recherche actif. Alors que les nanocristaux d'InP sont traditionnellement synthétisés en utilisant une silylphosphine comme précurseur phosphoré, une nouvelle méthodologie reposant sur l'utilisation d'aminophosphines a émergé. Les aminophosphines étant plus facilement accessibles et manipulables que les silylphosphines, il s'agit d'une avancée importante pour le développement des nanocristaux d'InP. C'est pourquoi nous avons étudié précisément le mécanisme de formation de ces nanocristaux, en nous appuyant notamment sur la RMN, la spectrométrie de masse et les calculs DFT. Cette compréhension fine du mécanisme a permis l'optimisation de la synthèse des nanocristaux d'InP.L'utilisation du phosphore blanc pour former des nanocristaux d'InP repose sur la formation de nanoparticules d'indium monodisperses puis sur l'incorporation du phosphore à l'intérieur des nanoparticules. En partant d'une méthodologie de synthèse de nanoparticules d'indium de la littérature, nous avons découvert le paramètre central de la synthèse : la présence d'une quantité bien précise d'eau dans le solvant. Les nanoparticules d'indium ainsi formées sont oxydées en surface et doivent être activées afin de réagir avec le phosphore blanc.Enfin, la fonctionnalisation moléculaire du phosphore blanc avec des borohydrures pour former des liaisons P-H et par voie radicalaire pour former des silylphosphines est présentée
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Alterary, Seham. "Synthèse, caractérisation et fonctionnalisation de CdS et de suspensions magnétiques collïdales en vue d'application biomolécules." Paris 7, 2008. http://www.theses.fr/2008PA077230.
Full textAbstract:
Lors de cette thèse, deux axes ont été développés. La première partie du manuscrit a été consacrée au développement de nanocristaux pour des applications biologiques, Dans un premier temps, nous avons réussi la synthèse de nanoparticules de CdS_fonctionnalisées par des oligothiophènes carboxylates. Ces ligands carboxyliques forment une couche compacte autour des nanocristaux ce qui permet leur dispersion dans l'eau. Ces nano-structures fonctionnalisées ont été caractérisées par différentes techniques. La taille des particules peut être contrôlée entre 2 et 4 nm. La fonctionnalisation par la biotine a été réalisée grâce un ester activé, le N-hydroxysuccinimide. Des essais de détection de l’ayidine ont démontré la capacité de ces particules à détecter une substance biologique. La deuxième partie du manuscrit est focalisée sur le développement de nouvelles structures nanométrique core-shell. Dans cette partie nous avons mis au point une méthode de synthèse sol-gel pour l'encapsulation homogène des nanoparticules magnétiques d'une couche de silice dont l'épaisseur est contrôlable. Les nanoparticules cœur magnétique et écorce silice sont ensuite caractérisées par différentes méthodes physico-chimiques. Nous avons réussi à démontrer, clairement la possibilité d'élaborer des nanoparticules structurées présentant un cœur magnétique et une écorce de siliceSemiconductor quantum dots (QDs) are a new generation of inorganic probes with advantageous properties over traditional organic probes for biological applications. A major hurdle in the use of QDs for biology is the inability of the hydrophobically synthesized QDs to interface with aqueous environments. In the first part of this dissertation we describe the synthesis of water-soluble CdS QDs end-capped with N-hydroxysuccinimide ester groups, with narrow size distribution. These CdS QDs are synthesized in polyol medium using terthiophene dicarboxylic acid as a stabilizer. The structure of the hybrid product was investigated by TEM, XRD, optical and FTIR spectroscopy. The modifîed nanoparticles consist of a few tens of oligothiophène units attached to the CdS core. The free carboxylic end groups were transformed into 7V-hydroxysuccinimidyl ester and were further cross-linked with biotin and avidin. Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy results indicate successful modification of CdS QD surfaces. The second part, describes the synthesis and the characterization of hybrid magnetic core-shell structures. The Stöber method bas been adopted to prepare hybrid core-shell particles by coating the surfaces of monodisperse magnetic emulsion with uniform silica shells. The Stöber method has been adopted to prepare hybrid core-shell particles by coating the surfaces of monodisperse magnetic emulsion with uniform silica shells. The coated particles have been characterized by electron microscopy (TEM), XPS spectroscopy and IR and showing a core shell structure with a uniform layer of silica
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Maillard, Mathieu. "Synthèse, organisation et anisotropie optique de nanocristaux d'argent." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066436.
Full text
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Fernandez, Maxence. "Auto-assemblage de nanoparticules métalliques et semi-conductrices dirigé par reconnaissance entre protéines artificielles." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1S129.
Full textAbstract:
L’auto-assemblage de nanoparticules dirigé par des biomolécules constitue une approche prometteuse pour la mise au point de nanomatériaux structurés présentant des propriétés optiques collectives originales. L’objet de cette thèse concerne l’auto-assemblage de nanoparticules métalliques et semi-conductrices dirigé par des protéines artificielles appelées α-Repeat. Dans cette optique, des nanocristaux semi-conducteurs (CdSe/ZnS ou CdSe/CdS) et des nanoparticules d’or sphériques ou anisotropes ont été préparés. Ces nanoparticules ont été fonctionnalisées avec des ligands peptidiques PEGylés, qui leur confère une stabilité colloïdale satisfaisante tout en conservant leurs propriétés optiques. Une stratégie de fonctionnalisation basée sur des étiquettes d’affinité poly-cystéine et poly-histidine a permis de greffer les protéines sur la surface des nanoparticules inorganiques. Les nanoparticules ainsi fonctionnalisées avec les protéines artificielles ont ensuite été utilisées pour l’auto-assemblage de nanoparticules semi-conductrices et l’auto-assemblage hybride entre des nanoparticules semi-conductrices et des nanoparticules métalliques. L’étude structurale des ensembles obtenus a montré, dans certains cas, une interdistance bien définie et inférieure à 10 nm. Finalement, l’étude des propriétés optiques a révélé des transferts d’énergie non radiatifs entre nanoparticules semi-conductrices et nanoparticules métalliques, qui témoignent d’interactions exciton—plasmon très fortes induites par l’auto-assemblageNanoparticles self-assembly driven by biomolecules is a promising approach for developing nanostructured materials with new optical properties. The purpose of this work is the self-assembly of metal and semiconductor nanoparticles directed by artificial proteins called α-Repeat. For this purpose, semiconductor nanocrystals (CdSe/ZnS or CdSe/CdS) and spherical or anisotropic gold nanoparticles have been prepared. These nanoparticles have been functionalized with PEGylated peptide ligands providing them adequate colloidal stability while maintaining their optical properties. A functionalization strategy based on polycysteine and poly-histidine tags has allowed the proteins to be grafted onto the surface of inorganic nanoparticles. Nanoparticles functionalized with artificial proteins were then used for the self-assembly of semiconductor nanoparticles and hybrid self-assembly between semiconductor nanoparticles and metal nanoparticles. The structure study of self-assembled nanostructures has shown, in some cases, a very well defined sub-10 nm interparticle distance. Finally, the study of optical properties revealed very strong exciton-plasmon interactions induced by self-assembly. This self-assembling process strongly affected the emission properties of the semiconductor nanoparticles in hybrid ensembles
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Saviot, Lucien. "Etude par diffusion Raman du confinement des vibrations optiques et acoustiques dans des nanoparticules de CdSe et de silicium poreux." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10134.
Full textAbstract:
L'interpretation des spectres d'absorption de particules de semi-conducteur de quelques dizaines de nanometres de rayon par le confinement quantique des electrons est aujourd'hui bien etablie. L'objet de cette these est de caracteriser la nature des vibrations acoustiques et optiques qui existent dans de telles structures. L'investigation de ces vibrations a ete realisee par spectroscopie raman resonante qui permet entre autre la determination des energies de vibration. Les limites d'une approche quantitative de ces structures consistant a prendre en compte la taille finie uniquement par l'intermediaire de la rupture de la conservation de l'impulsion au cours du processus raman ont ete etablies. La partie theorique consiste donc en la recherche des modes propres de vibration acoustiques et optiques en fonction de la taille des particules. Les resultats dans les cas ou les atomes a la surface des particules sont libres de tout mouvement ou fixes ont ete developpes ce qui permet de faire jouer un role a la nature de l'interface particule matrice dans l'interpretation des spectres experimentaux. La partie experimentale s'articule essentiellement autour de l'analyse des spectres raman obtenus pour des nanoparticules de cdse. Pour reproduire les spectres de diffusion, un modele d'elargissement des raies a ete propose. Il prend en compte un elargissement homogene dependant de la taille et un elargissement inhomogene du a la contribution au spectre raman des differentes tailles contenues dans l'echantillon etudie. Ce modele a permis de reproduire quantitativement les spectres des modes acoustiques pour cdse. Dans le cas du silicium poreux et pour les modes optiques de cds et cdse, le modele est qualitativement en accord. L'evolution des spectres avec la temperature ainsi que les effets de resonance dans cdse et cds sont egalement abordes. Malgre le fait que cds et cdse soit des materiaux tres semblables, leur spectre raman resonant different sensiblement. En particulier, une excitation selective de taille a ete observee a temperature ambiante pour cds et pas pour cdse
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Lin, Fangbo. "Modification régiosélective de nanocristaux de cellulose : synthèse, assemblages et propriétés fonctionnelles." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALV029.
Full textAbstract:
Les nanocristaux de cellulose (NCC) ont été identifiés comme des briques de base particulièrement attractives pour la conception de matériaux biosourcés innovants. Ces nanoparticules sont en effet issues d'une source abondante et renouvelable, les fibres de cellulose, et possèdent des propriétés exceptionnelles : très grande surface spécifique, faible densité, non-toxicité, biocompatibilité et propriétés mécaniques comparables à celles du Kevlar. Une caractéristique encore peu exploitée de ces nano-objets est leur polarité chimique. En effet, la biosynthèse conduit à des extrémités différentes des bâtonnets d'un point de vue chimique, ce qui permet de générer des NCC fonctionnalisés de manière asymétrique. En plus de l’utilisation de la cellulose native, il est possible de produire des NCC constitués de l'allomorphe II de la cellulose (NCC-II). Les NCC-II présentent une géométrie assez similaire à celle des NCC, mais les deux extrémités des bâtonnets peuvent être modifiées chimiquement. Ce projet de thèse s'est donc concentré sur de nouvelles stratégies pour modifier efficacement de manière régiosélective les NCC et les NCC-II afin de générer des assemblages innovants et fonctionnels.Tout d'abord, une stratégie de croissance in situ a été développée pour optimiser de manière drastique le marquage régiosélectif des NCC et NCC-II avec des nanoparticules d'or par rapport aux données de la littérature (le rendement du marquage est passé d'environ 15 à 80%). Ce développement nous a permis d’approfondir les connaissances fondamentales sur les nanocristaux en confirmant l’arrangement antiparallèle des chaînes de cellulose dans les NCC-II et en montrant que les NCC dérivés du coton sont constitués d'un assemblage parallèle de cristallites élémentaires chimiquement polaires.Deuxièmement, les deux types de particules ont été fonctionnalisées de manière régiosélective avec des chaînes de polymères thermosensibles en utilisant une stratégie en deux étapes d'oxydation suivie d’un couplage peptidique. Dans le cas des NCC, les particules hybrides résultantes s’assemblent sous l’effet d’une augmentation de la température en agrégats sous forme d'étoile composés de 3 à 6 nanocristaux fixés par leurs extrémités. En utilisant les NCC-II, une association réversible déclenchée par la température en réseaux supra-microniques est obtenue par chaînage des NCC-II modifiés. Les caractéristiques structurales de ces nouveaux objets et de leurs assemblages ont été étudiées par microscopie électronique à transmission, diffusion dynamique de la lumière et la diffusion des rayons X ou des neutrons aux petits angles. Des mesures de rhéologie ont démontré que dans les deux cas, au-dessus de la LCST des chaînes de polymères greffés, on obtient un comportement de type gel mais que la structure du réseau conduit à des effets plus importants que les complexes en forme d'étoile.Enfin, l'optimisation du processus de greffage a été étudiée et l'utilisation de DCC/DMAP ou de 4-PPY comme catalyseurs et du DMF comme solvant s’est avérée la plus efficace. L'utilisation du N-oxyde de N-Méthylmorpholine (NMMO) dans le but d’induire un gonflement des extrémités des NCC et de favoriser la réaction a également été étudiée. Cependant, aucun gonflement n'a pu être détecté mais le traitement avec NMMO a eu un effet notable sur la séparation des cristallites élémentaires formant les NCC.Comme les modifications entreprises concernent une fraction très réduite des unités anhydroglucose disponibles, une caractérisation quantitative directe de la modification régiosélective des NCC reste difficile, même si l'utilisation de techniques avancées telles que les méthodes de diffusion donnent des informations fructueuses. Toutefois, les travaux menés montrent qu'une telle fonctionnalisation localisée, associée à l'utilisation de particules biosourcées, permet un contrôle fin de l'assemblage en structures innovantes qui donnent naissance à de nouvelles propriétés macroscopiquesCellulose nanocrystals (CNCs) have been identified as highly attractive building blocks for the design of innovative biosourced materials. These nanoparticles are indeed derived from an abundant and renewable source, cellulose fibers, and possess exceptional properties such as a very large surface area, a low density, non-toxicity, biocompatibility and mechanical properties comparable to those of Kevlar. An interesting feature of these nano-objects, which has not been widely exploited yet, is their chemical polarity. Indeed, the biosynthesis leads to different extremities of the rods from a chemical point of view, which makes it possible to generate asymmetrically functionalized CNCs. Alternatively, CNCs made of the allomorph II of cellulose (CNC-II) can also be produced. CNC-II particles exhibit a rather similar geometry as CNCs but both rod ends are amenable to chemical modification. This thesis project has thus focused on new strategies to efficiently modify in a regioselective manner CNCs and CNC-II particles in order to generate innovative and functional assemblies.First, an in situ growth strategy was developed to drastically optimize the regioselective labelling of CNCs and CNC-II with gold nanoparticles when compared to literature data (labelling yield increased from about 15 to 80%). This development allowed us to get insight into fundamental morphological features by confirming the antiparallel packing of cellulose chains in CNC-II and by showing that CNCs derived from cotton are made of a parallel assembling of chemically polar elementary crystallites.Secondly, both types of nanocellulose particles were successfully regioselectively functionalized with thermosensitive polymer chains using a two-step oxidation and peptide coupling strategy. In the case of CNCs, the resulting hybrid particles underwent a thermally induced-aggregation into star-shaped aggregates composed of 3 to 6 nanocrystals attached by their ends. Using CNC-II particles, a reversible temperature-triggered association into supra-micronic networks could be obtained through end-to-end attachment of the cellulose rods. The structural features of these new objects and their assemblies were characterized by transmission electron microscopy, dynamic light scattering and small angle X-ray or neutron scattering. Rheology measurements were used to show that in both cases, above the LCST of the grafted polymer chains, a gel-like behavior is obtained but the network structure led to stronger effects than the star-shaped complexes.Finally, the optimization of the grafting process was investigated and the use of DCC/DMAP or 4-PPY as catalysts of the peptide coupling and DMF as the solvent turned out to be the best conditions.The use of N-Methylmorpholine N-oxide (NMMO) to induce a swelling of the CNC ends and favor the reaction was also studied. However, no swelling could be detected but the treatment with NMMO had a noticeable effect of separating the elementary crystallites forming the CNCs.Since the undertaken modifications concern a very reduced fraction of the available anhydroglucose units, a quantitative direct characterization of the regioselective derivatization of CNCs remains challenging, even if the use of advanced techniques such as scattering methods give fruitful information. However, the present work shows that such a site-selective functionalization coupled with the use of biosourced particles allows a fine tuning of stimuli-sensitive assembling into innovative structures that give rise to new macroscopic properties
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Vivien, Anthony. "Complexes de cobalt(I) : synthèse raisonnée de nanocristaux mono- ou bimétalliques et applications catalytiques." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS235.
Full textAbstract:
L’univers de la nanocatalyse reste encore un domaine peu exploré notamment à cause de la difficulté de pouvoir synthétiser de manière simple et contrôlée les nanoparticules et de la mise en place d’un système réactionnel adaptable à ce type de catalyse hétérogène. Dans ces travaux de thèse nous montrons qu’il est possible d’obtenir des nanoparticules de cobalt hc en partant du complexe CoCl(PPh3)3 facile d’accès et en le chauffant simplement dans l’oléylamine. Le mécanisme de synthèse basé sur la dismutation de ce complexe de cobalt(I) a été prouvé par des études expérimentales et théoriques. Nous montrons également qu’il est possible de contrôler la taille et la forme de ces nanoparticules en changeant certains paramètres de réactions comme la durée ou la nature du précurseur métallique. De plus, en appliquant ce protocole à d’autres métaux (notamment le nickel) nous avons réussi à obtenir des nanoparticules et également à former des alliages bimétalliques CoxNi1-x. Nos nanoparticules ont été utilisées dans des réactions d’hydrogénations et de transferts d’hydrogène en présence de NH3BH3 (principalement sur des alcynes) et ont montré leur efficacité tant au niveau des conversions que sur la sélectivité. Nous avons pu comparer ces résultats avec ceux obtenus en phase homogène en partant de différents complexes de cobalt. Une étude approfondie de cette catalyse homogène a été faite, montrant une fois encore l’efficacité du cobalt (tant sous la forme de nanoparticules que de complexes) sur les réactions d’hydrogénation et de transfert d’hydrogène. Ces résultats ouvrent de grandes perspectives quant à l’utilisation des métaux non nobles pour le stockage et l’utilisation du dihydrogène, permettant un accès plus simple vers des applications dans le domaine de l’énergieNanocatalysis universe is a field which is yet to be explored, especially because of the difficult access to simple and well-controlled nanoparticles and their uses in heterogeneous catalyzed reactions. In this work, we show that it is possible to obtain hcp cobalt nanoparticles starting from the easily accessible CoCl(PPh3)3 and by simply heating it in oleylamine. The mechanism of this reaction based on the disproportionation of the cobalt(I) was proved by experimental and theoretical studies. We also demonstrate that it is possible to control the size and the shape of those nanoparticles by changing some parameters like the reaction time or the nature of the organometallic precursor. Moreover, by using the same protocol with other metals (especially nickel) we were able to obtain nanoparticles and then to form CoxNi1-x bimetallic alloys. Our nanoparticles were used for hydrogenation and hydrogen transfer reactions in presence of NH3BH3 (mainly on alkynes) giving good conversions and selectivities. We then compare those results with homogeneous catalysis, using different cobalt complexes. We made an in-depth study of this homogeneous catalysis which shows once again the efficiency of cobalt (as nanoparticles or organometallic complexes) on hydrogenations and hydrogen transfers. Those results offer new opportunities concerning the use of non-noble metals for the storage and the use of dihydrogen, allowing easier access towards energy applications
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Le, Corre Déborah. "Nanocristaux d'amidon: Preparation et Application aux emballages flexibles et barrières." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675802.
Full textAbstract:
Ce travail examine la potentielle mise à l'échelle industrielle des procédés de préparation des nanocristaux d'amidon (SNCs). Une caractérisation approfondie (morphologie, viscosité, stabilité thermique et propriétés en nanocomposites) de 5 SNCs différents montre une faible influence de la source botanique, contrairement aux nanocristaux de cellulose. L'analyse du procédé de préparation actuel des SNCs a conduit à 3 nouvelles stratégies d'optimisation et à la définition d'une nouvelle génération de SNCs. Une nouvelle application des SNCs, en emballage multicouche, montre également que les SNCs peuvent être utilisés en couchage et contribuer à diminuer la perméabilité à la vapeur d'eau de certains biopolymères. Une analyse du cycle de vie des SNCs dans ce type d'application est également proposée. Cette étude contribue donc à l'avancée de cette thématique et propose des perspectives prometteuses.
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Hochepied, Jean-François. "Nanocristaux de ferrites mixtes de cobalt et de zinc : évolution des propriétés magnétiques en fonction de l'occupation des sites." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066245.
Full text
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Berciaud, Stéphane. "Détection photothermique et spectroscopie d'absoption de nano-objets individuels: nanoparticules métalliques, nanocristaux semiconducteurs, et nanotubes de carbone." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00123471.
Full textAbstract:
Ce manuscrit décrit le développement de la technique d'Imagerie PhotothermiqueHétérodyne (PHI). Cette nouvelle méthode optique en champ lointain permet de détecter une
grande variété de nano-objets individuels absorbants (nanoparticules métalliques jusqu'à 1.4 nm
de diamètre, nanocristaux semiconducteurs, nanotubes de carbone métalliques et semiconducteurs,.
. .), sur un fond « noir », avec un très bon rapport signal à bruit. Le signal photothermique
a été caractérisé expérimentalement sur des nanoparticules d'or individuelles. Les mesures obtenues
sont comparées à des calculs analytiques issus d'un modèle électrodynamique. Etant donné
que ce signal est directement proportionnel à la puissance absorbée, la méthode PHI ouvre la
voie à des expériences de spectroscopie d'absorption à l'échelle du nano-objet individuel. Dans
un premier temps, nous avons sondé la résonance plasmon de surface de nanoparticules d'or
individuelles de 5 à 33 nm de diamètre. Cette étude a abouti à l'observation d'effets de taille
intrinsèques, analysés dans le cadre de la théorie de Mie. Nous avons ensuite mesuré les spectres
d'absorption de nanocristaux individuels de CdSe en régime multiexcitonique. Pour un même
nanocristal, la comparaison des spectres d'absorption photothermique et d'émission permet de
discuter l'origine physique du signal photothermique. Enfin, nous avons caractérisé la structure
de nanotubes de carbone semiconducteurs et métalliques individuels en analysant leurs spectres
d'absorption autour de leurs premières résonances optiques.
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Berciaud, Stéphane. "Détection photothermique et spectroscopie d'absorption de nano-objets individuels : nanoparticules métalliques, nanocristaux semiconducteurs, et nanotubes de carbone." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13278.
Full textAbstract:
Cette thèse décrit le développement de la technique d'Imagerie Photothermique Hétérodyne (PHI). Cette nouvelle méthode optique en champ lointain permet de détecter une grande variété de nano-objets individuels absorbants (nanoparticules métalliques jusqu'à 1. 4 nm de diamètre, nanocristaux semiconducteurs, nanotubes de carbone métalliques et semiconducteur,. . . )sur un fond "noir", avec un très bon rapport signal à bruit. Le signal photothermique a été caractérisisé expérimentalement sur des nanoparticules d'or individuelles. Les mesures obtenues sont comparées à des calculs analytiques issus d'un modèle électrodynamique. Etant donné que ce signal est directement proportionnel à la puissance absorbée, la méthode PHI ouvre la voie à des expériences de spectroscopie d'absorption à l'échelle du nano-objet individuel. Dans un premier temps, nous avons sondé la résonance plasmon de surface de naoparticules d'or individuelle de 5 à 33 nm de diamètre. Cette étude a abouti à l'observation d'effets de taille intrinsèques, analysés dans le cadre de la théorie de Mie. Nous avons ensuite mesuré les spectres d'absorption de nanocristaux individuels de CdSe en régime multiexcitonique. Pour un même nanocristal, la comparaison des spectres d'absorption photothermique et d'émission permet de discuter l'origine physique du signal photothermique. Enfin, nous avons caractérisé la structure de nanotubes de carbone semiconducteurs et métalliques individuels en analysant leurs spectres d'absorption autour de leurs premières résonances optiques.
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Nsenkoue, Merlin Magloire. "Contribution à l'étude de l'influence de nanoparticules métalliques sur la luminescence de boites quantiques." Troyes, 2010. http://www.theses.fr/2010TROY0025.
Full textAbstract:
Le contrôle de la luminescence des luminophores suscite, depuis plusieurs décennies, l’intérêt d’une grande partie de la communauté scientifique. Cette thématique concerne, des domaines aussi variés que les cavités optiques, les cristaux photoniques, les surfaces ou les nanoparticules métalliques. La luminescence des luminophores peut se trouver totalement modifiée (inhibée ou exaltée) au voisinage de nanoparticules métalliques. L’interaction entre luminophores et nanoparticules métalliques dépends de plusieurs paramètres et met en jeu de nombreux processus. L’objectif de ce travail est de contrôler la luminescence des boites quantiques en jouant sur la position de la résonance plasmons des nanoparticules métalliques d’or. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié la luminescence des nanocristaux semi conducteurs lorsque ceux-ci sont en interaction avec des nanoparticules métalliques. En effet, nous avons observé deux types d’échantillons : l’un constitué de nanoparticules métalliques d’or de forme et de distribution aléatoires et l’autre constitué de nanoparticules métalliques d’or de taille, de forme et de distribution contrôlées. S’il est possible de contrôler la luminescence des boites quantiques par la résonance plasmons des nanoparticules métalliques, nous avons constaté que les deux études menées montrent un comportement des boites quantiques bien différent lorsque celles-ci sont couplées aux nanoparticules métalliques. La résonance plasmons ne joue pas un rôle prépondérant sur le contrôle de la luminescence pour le premier type d’échantillonFor several decades, the interest of much of the scientific community raises on the control of the luminescence of phosphors. This theme relates fields as diverse as optical cavities, photonic crystals, surfaces or metal nanoparticles. The luminescence of the luminophors can be completely modified (inhibited or enhanced) in the vicinity of metallic nanoparticles. The interaction between luminophors and metal nanoparticles depend on several factors and involves many processes. The objective of this work is to control the luminescence of quantum dots by adjusting the position of the plasmon resonance of gold metallic nanoparticles. As part of this work, we studied the luminescence of semiconductor nanocrystals when they are interacting with metal nanoparticles. Indeed, we observed two types of samples: one consisting of metallic nanoparticles of gold with random shape and distribution and the other consisting of metallic gold nanoparticles with controlled size, shape and distribution. If it is possible to control the luminescence of quantum dots by plasmon resonance of metallic nanoparticles, we found that both studies show a very different behavior of quantum dots when they are coupled to metallic nanoparticles. Plasmon resonance does not play a dominant role on the control of luminescence for the first type of sample
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Cavalier, Manon. "Transition structurale de nanoparticules de cobalt du polycristal cfc au monocristal hc par un processus de recuit en solution : vers le ferromagnétisme à température ambiante." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066562.
Full textAbstract:
L’un des enjeux actuels dans la chimie des nanomatériaux est de pouvoir manipuler librement les nanocristaux. Un autre enjeu, non moins important, est de mettre au point des méthodes de fabrication les plus performantes possibles visant à produire des nanocristaux de taille et de forme homogènes mais également de cristallinité bien définie. Dans ce contexte, en combinant l’approche micellaire à des processus de recuit en solution élaborés à l’aide d’un montage adapté, nous avons obtenu des nanocristaux sphériques de cobalt, stables, de diamètre de 7 nm et de faible dispersion en taille (10%), et dont la structure cristalline peut-être contrôlée depuis le polycristal cubique à faces centrées (cfc) vers le monocristal hexagonal compacte (hc). De plus, ces nanocristaux s’organisent sur longue distance en réseau bidimensionnel, ce qui représente alors un attrait supplémentaire lié aux nouvelles propriétés émergeant de ces auto-organisations. L’ensemble de l’étude structurale menée de façon rigoureuse par Microscopie Electronique en Transmission à Haute Résolution nous a permis d’introduire l’ébauche d’un mécanisme détaillant la recristallisation des polycristaux de cobalt cfc en monocristaux hc. Par ailleurs, dans le domaine magnétique, contrôler la cristallinité des nanocristaux est primordial lorsqu’il devient nécessaire de disposer de nanomatériau ayant une forte anisotropie. En contrôlant l’anisotropie des nanocristaux de cobalt, nous contrôlons leur signature magnétique depuis des nanomatériaux magnétiques mous vers des nanomatériaux magnétiques durs. L’étude magnétique, réalisée à l’aide d’un magnétomètre à SQUID met en évidence la transition cristalline progressive cfc-hc.
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Joulaud, Cécile. "Caractérisation par diffusion de second harmonique de nanocristaux pour l'imagerie biomédicale." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00856045.
Full textAbstract:
Les nanocristaux à structure non-centrosymétrique présentent des propriétés optiques non linéaires prometteuses pour une utilisation en tant que marqueurs optiques en imagerie biomédicale, avec un intérêt significatif en termes de suivi sur de longues durées et de profondeur de pénétration dans les tissus biologiques. Le développement de ces marqueurs nécessite la détermination de leurs efficacités optiques non linéaires afin de pouvoir sélectionner les nanocristaux les plus prometteurs. Pour cela, la technique de diffusion Hyper-Rayleigh a été adaptée à la caractérisation de suspensions de nanoparticules (BaTiO3, KNbO3, KTP, LiNbO3 et ZnO, BiFeO3) pour lesquelles l'influence de paramètres comme la taille, la concentration ou l'état d'agrégation a été analysée et discutée. Les nanocristaux de BiFeO3 possèdent une efficacité optique non linéaire largement supérieure aux autres particules, démontrant leur potentiel pour la réalisation de nano-sondes optiques particulièrement performantes. Des mesures résolues en polarisation ont également été mises en œuvre pour déterminer les coefficients optiques non linéaires indépendants des particules étudiées. Dans ce cadre, une étude a permis de mettre en évidence l'influence de la forme des nanocristaux sur cette réponse.
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Philippot, Cécile. "Elaboration et caractérisation de nanocristaux organiques fluorescents insérés en coquille sol-gel : vers le développement d'un nouveau type d'agent imageant biologique." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENV033.
Full textAbstract:
Nous avons démontré la faisabilité et la reproductibilité de notre méthode d'élaboration en une étape de nanocristaux organiques en coquilles sol-gel obtenues par nébulisation, en utilisant différents types de molécules organiques, de solvant et matrices sol-gel. L'utilisation de différentes techniques de caractérisation (microscopie électronique à balayage, spectroscopies de luminescence à un et deux photons) a permis d'optimiser les conditions d'élaboration afin d'obtenir des nanoparticules hybrides de petites tailles, encapsulant un maximum de fluorophore, très luminescentes et biocompatibles. La microscopie électronique à balayage et la diffraction électronique nous ont permis de prouver la présence d'un cœur monocristallin au sein des nanoparticules et de défmir les structures cristallines présentes. Les propriétés des nanocristaux comme agent imageant de la micro-vascularisation du cortex cérébral chez le petit animal en deux-photons ont ensuite été analysées par spectroscopie de fluorescence à deux-photons ainsi que la non-toxicité des particules vis - à - vis du vivant. Enfin, les premiers tests in-vivo des nanoparticules comme agents imageant, nous ont poussé à les fonctionnaliser afin d'augmenter leur furtivité et d'y ajouter une nouvelle fonction de ciblageWe demonstrated the feasibility and the reproducibility of our method of one-step elaboration of organic nanocrystals in sol-gel shell obtained by atomization, by using various sort of organic molecules, solvent and sol-gel matrices. The use of different techniques of characterization (scanning electronic microscopy, one and two photons luminescence spectroscopy) allowed to optimized the conditions of elaboration to obtain hybrid nanoparticles of small sizes, with a maximum of fluorophore, highly luminescent and biocompatible. The scanning electronic microscopy and the electronic diffraction allowed us to prove the presence of a single-crystal heart within nanoparticles and to define the crystalline structures. The properties ofnanocrystals as labels for imaging the micro-vascularization of the small animal brain in two photons were then analyzed by two photons fluorescence spectroscopy as weIl as the non-toxicity of nanoparticles. Finally, the first in-vivo tests ofnanoparticles as labels grew to us to functionalize to increase their stealth and add it a new function of targeting
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Peres, Laurent. "Synthèse et propriétés catalytiques de nanoparticules de platine de formes contrôlées." Thesis, Toulouse, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAT0002.
Full textAbstract:
La synthèse par voie chimique en solution permet d’obtenir des nanoparticules de caractéristiques structurales bien contrôlées. Elle offre ainsi la possibilité d’exploiter les propriétés spécifiques qui sont associées aux caractéristiques de ces nano-objets (taille, forme, structure cristalline …), dans des domaines applicatifs très diverses. Parmi eux, la catalyse, a un rôle important à jouer au cœur de la transition écologique/énergétique. En effet, pour de nombreuses réactions, l’utilisation de nanoparticules permet de réduire les quantités de métaux employés. De plus, certains métaux révèlent de nouvelles propriétés à cette échelle. Phénomène de surface, la catalyse implique ainsi de plus en plus l’utilisation de nanocristaux de tailles et formes contrôlées. La littérature démontre qu’il est possible de moduler la sélectivité et l’activité des catalyseurs en fonction de l’orientation cristallographique présentée par les facettes des nanocristaux. Dans la première partie de cette thèse, des nanoparticules de platine ont été synthétisées en utilisant comme précurseur principal un simple sel de Pt(II). En fonction des paramètres de la réaction, des formes très variées ont été obtenues. Nous avons essayé de comprendre le mécanisme de formation des différentes morphologies de nanoparticules de platine auxquelles nous avons pu accéder : cubes concaves exposant des facettes (110), multipodes exposant un mélange de facettes (111) et (001), ainsi que des cubes exposant des facettes (001). La deuxième partie vise à étudier l’impact de la forme de nano-objets de platine dans une réaction catalytique modèle. Des cubes concaves et des multipodes ont été testés dans l’hydrogénation d’un aldéhyde α,β-insaturé, le cinnamaldéhyde, réaction modèle permettant de sonder la chimiosélectivité. Des nano-objets libres en solution ainsi que des nano-objets immobilisés sur deux types de supports différents, la silice et le graphène ont été utilisés. Enfin, l’extension d’une méthode de synthèse de nanocristaux épitaxiés sur films minces, nous a permis de produire, par croissance directe en solution, des nano-objets de platine, cristallographiquement orientés, de morphologies originales (cubes concaves, fils) sur différents types de couches minces, de nature et d’orientations cristallographique spécifiquesSolution chemistry allows obtaining nanoparticles with well-controlled structural characteristics. It offers therefore the possibility to exploit the specific properties associated to the nano-objects characteristics (size, shape, crystal phase …), in diverse applications. Among them, catalysis plays an important role for the ecologic/energetic transition. Indeed, for numerous reactions, the use of nanoparticles allows to reduce the amount of metals employed. Moreover, some metals present new properties at this scale. As a surface phenomenon, catalysis thus implies more and more the use of size and shape controlled nanocrystals. Indeed, literature has shown that it is possible to modulate catalyst activity and selectivity depending on the crystallographic orientation of the nanocrystal facets.In the first part of this thesis, platinum nanoparticles have been produced using a simple Pt(II) salt as a principal precursor. Depending on the parameters employed, various shapes have been obtained. We have tried to understand the formation mechanism of the different platinum nanoparticle morphologies obtained: concave cubes enclosed by (110) facets, multipods enclosed by a mix of (111) and (100) and cubes enclosed by (100) facets. The second chapter aims at studying the impact of the nano-object shape in a model catalytic reaction. Concaves cubes and multipods have been tested in the hydrogenation of an α,β-unsaturated aldehyde, the cinnamaldéhyde, as a model reaction to probe chemoselectivity. Free nanoparticles in solution and nanoparticles supported on silica and graphène have been used. Finally, the extension of a method for the epitaxial growth of nanocrystals on thin films, allowed the elaboration of, crystallographically oriented, shape controlled platinum nano-objects (concave cubes, wires) by a direct solution-growth, over different thin films of specific nature and crystalline orientation
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Wong, Ka Lun. "Incorporation des semi-conducteurs dans des matériaux nanoporeux et mise en forme de films minces." Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2056.
Full textAbstract:
Les semi-conducteurs nanométriques (NSCs) sont des matériaux à haut potentiel pour diverses applications tels que l’optoélectronique, le photovoltaïque, et les capteurs chimiques. Dans cette étude, deux types de synthèses ont été développées pour la fabrication des NSCs dans des matériaux zéolitiques: une synthèse en une étape (OSS), et une synthèse par échange d’ion et irradiation (IEI). La méthode OSS permet de synthétiser directement des NSCs dans une zéolithe hydrophobe de silice pure de type MFI par co-condensation de précurseur de silice, de 3-mercaptopropyl-trimethoxysilane (MPTS), de précurseur métallique (Cd2+, Zn2+, Pb2+, Mo5+, Co2+) et de tetrapropylammonium hydroxyde (TPAOH). Pour la méthode IEI, le précurseur métallique est introduit dans les zéolithes des aluminosilicates (zéolithe du type LTL, FAU et MFI) par échange d’ion. La suspension de zéolithe, en présence de 2-mercaptoethanol, est irradiée avec différentes doses de rayon gamma pour favoriser la formation de métaux soufrés nanométriques. Les particules CdS, emprisonnées dans les canaux de la LTL, maintiennent leur taille dans la gamme sous-nanométrique. Tandis que dans les zéolithes du type FAU et MFI, 2 types de CdS sont formés. Les échantillons préparés par les approches OSS et IEI sont stables dans l’air et assemblés en films minces. Ainsi, une nouvelle voie de préparation de NSCs appliquée à la fabrication de capteur chimique, d’optoélectronique et de photovoltaïque est possibleNanosized semiconductors (NSCs) are potential materials for a variety of optoelectronic, solar photovoltaic and sensor devices. In this study, two main approaches for preparation of stable NSCs in zeolitic materials, namely the one-step synthesis (OSS) and the ion-exchange-irradiation (IEI) have been developed. The OSS approach involves direct synthesis of NSCs in hydrophobic pure silica MFI-type zeolite via co-condensation of silica source, 3-mercaptopropyl-trimethoxysilane (MPTS), metal precursor (Cd2+, Zn2+, Pb2+, Mo5+, Co2+) and tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH). For IEI approach, metal precursors were first introduced into the as-prepared aluminosilicate zeolites (LTL, FAU and MFI- type zeolites) by ion-exchange process. The ion-exchanged zeolite suspensions in the presence of 2-mercaptoethanol are irradiated with different doses of gamma ray to facilitate the formation of nanosized metal sulfides. The NSCs trapped in the LTL channels maintain their maximum particle size in the sub-nm range, while two different populations of clusters in FAU and MFI zeolites are formed. The NSCs samples prepared by both OSS and IEI approaches are stable in air and assembled into thin films. Thus, alternative routes for preparation of stable NSCs for fabrication of new sensing, optoelectronic and photovoltaic devices are disclosed
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Fossati, Alexandre. "Synthèse et spectroscopie cohérente de nanoparticules dopées terres rares pour les technologies optiques quantiques." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEC008.
Full textAbstract:
Les technologies optiques quantiques utilisent la lumière pour transmettre des données et contrôler d'autres systèmes quantiques. Elles offrent des avancées radicales dans les communications ultra-sécurisées, les capteurs dépassant les limites classiques et la simulation de systèmes quantiques. Pour répondre aux exigences très élevées de ces applications, des systèmes à degrés de liberté quantiques multiples pouvant être interfacés à la fois à la lumière et à d'autres systèmes quantiques sont nécessaires. Ce type d'architectures hybrides n'est cependant pas réalisable actuellement à l'état solide, un point clé du point de vue technologique. Récemment, les cristaux dopés par des ions terres rares ont été identifiés comme une alternative prometteuse. En effet, à l´état massif, ces matériaux présentent des temps de cohérence optiques et de spins extrêmement longs, respectivement de l'ordre de la ms et de l'heure. Ces propriétés tout à fait uniques ont permis d'obtenir des effets quantiques remarquables, comme la téléportation lumièrematière à une longueur d'onde télécom (Nat. Photonics 2014). Transposées à l'échelle nanométrique, elles permettraient de construire des systèmes hybrides quantiques capables de fonctionnalités inédites dans le domaine des communications, de l'opto-électronique ou de la métrologie. Ce projet a pour objectif le développement de cristaux dopés terres rares nanostructurés possédant de longs temps de cohérence optiques et de spins. Ces matériaux seront obtenus sous forme de particules par une approche "bottom-up", permettant une grande flexibilité de morphologie, de taille et de composition. Ceci est nécessaire pour un contrôle très fin des processus de déphasage et le couplage à d'autres systèmes quantiques. La caractérisation se fera en particulier par spectroscopie otique à très haute résolution. Ce projet s'appuie sur la grande expérience de l'IRCP dans les cristaux dopés terres rares pour les technologies quantiques (PRL 2014, Nat. Phys. 2015) et en particulier ses avancées récentes dans les nanocristaux (PRL 2013)Optical quantum technologies use light to transmit data and control other quantum systems. They give radical breakthrough in the fields of ultra-secured communications, sensors beyond classical range and simulations of quantum systems. To answer these highly-demanding applications, systems with multiple quantum degrees of freedom interfaced with both light and other quantum systems are necessary. However, this kind of hybrid architecture is currently not achievable at the solid state - a technology milestone. Recently, rare earth doped crystals have been identified as a promising alternative. Indeed, in the bulk state, theses materials have extremely long optical and spin coherence times, around the mililsecond and the hour respectively. Theses unique properties have enabled remarkable quantum effects like light-matter quantum teleportation at a telecom wavelength (Nat. Photonics 2014). Transposed to the nanoscale, they could enable the construction of quantum hybrid systems capable of new functions in the field of communication, opto-electronics or metrology. The aim of the project is to develop rare earth nanostructure doped crystals with long optical and spin coherence times. Theses materials will be obtained under the form of particles with a "bottom-up" approach, giving a great flexibility of morphology, size and chemical composition. It is necessary for a fine controle of the processes involved in dephasing and the coupling to other quantum systems. Characterisation will mainly be made using high-resolution spectroscopy. This project is supported by the great experience of the IRCP in the field of rare earth doped materials for quantum technologies (PRL 2014, Nat. Phys. 2015) and especially its recent breakthrough on nanocrystals (PRL 2013)
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Ithurria, Lhuillier Sandrine. "Synthèses et caractérisations de nanoparticules de semiconducteurs II-VI de géométries contrôlées." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00538570.
Full textAbstract:
Nous avons déterminé la pression locale dans des nanocristaux de CdS/ZnS grâce à la phosphorescence de l'ion manganèse. Cet élément dopant a été placé suivant des positions radiales contrôlées dans une coque de ZnS formée couches par couches. Les mesures de pression expérimentales sont remarquablement proches de celles déterminées en utilisant le modèle simple de mécanique d'une sphère élastique isotrope. Ainsi le modèle de la sphère élastique isotrope peut servir à la compréhension de certains phénomènes observés tels que les changements de phases cristallines, ou la rupture sous contraintes de certaines coques et peut permettre une meilleure conception des nanoparticules coeur/coque. Dans un deuxième temps, nous avons mis au point la synthèse de puits quantiques colloïdaux de CdSe, CdS et CdTe. L'épaisseur de ces nanoparticules est contrôlée à la monocouche atomique près et elles présentent des propriétés physiques exceptionnelles. Nous citerons, notamment, leur émission avec des largeurs à mi-hauteur de l'ordre de kT à température ambiante. Enfin, nous montrons qu'il est possible d'étendre latéralement ces nanoparticules et le modèle k.p appliqué aux puits quantiques permet de revenir aux vraies épaisseurs des nanoplaquettes et de vérifier les paramètres physiques pour les trois matériaux.
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Nguyen, Van Son. "Élaboration de films nanocomposites hybrides P(VDF-TrFE)/nanocristaux, et intégration dans des dispositifs microstructurés." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0075/document.
Full textAbstract:
Les objectifs de ce travail consistent à développer de nouveaux matériaux souples hybrides organiques/inorganiques en vue d'application pour des microsystèmes. Cette étude comprend l'élaboration et la caractérisation de nanocomposites à matrices polymères ferroélectriques P(VDF-TrFE), matériaux potentiels pour les applications à base de films minces, et de différents types de nanoparticules: ZnO, LiNbO3 (piézoélectriques) et Al2O3 (non-piézoélectriques). Les protocoles de dispersion ultrasoniques des nanoparticules dans des solvants et des solutions polymères ont été optimisés, afin de disperser de façon homogène des clusters de nanocristaux dans la matrice copolymère. Les films d'épaisseurs contrôlées de 0.1 µm à 100 µm ont été fabriqués par spin-coating et enduction, avec une qualité de surface adaptée aux micro-technologies. L'étude de la morphologie et de la cristallinité de P(VDF-trFE) a montré leur préservation en présence de nanoparticules jusqu'à 10 wt.%. Les nanocomposites gardent ainsi des propriétés piézoélectriques élevées tout en montrant un renforcement allant jusqu'à 30 % des propriétés mécaniques avec 10 wt.% de ZnO ou Al2O3. De plus, une augmentation des constantes élastiques avec la diminution de la taille des clusters de nanoparticules a été observée. Les films nanocomposites sur substrats ou autosupportés chargés jusqu'à 10 wt.% ont été polarisés avec succès par Corona sans contact. Des protocoles spécifiques pour réaliser des microdispositifs par photolithographie sur films nanocomposites tout en conservant les activités piézoélectriques des matériaux ont été développés. La caractérisation des dispositifs à ondes acoustiques réalisés est aussi présentéeThe objective of this work is to develop flexible organic/inorganic hybrid materials for application in microsystems. This study included the preparation and characterization of nanocomposites based on ferroelectric polymer matrix P(VDF-TrFE), potential materials for applications based on thin films on substrates, and different types of nanoparticles: ZnO, LiNbO3 (piezoelectric) and Al2O3 (non-piezoelectric). The protocols of the ultrasonic dispersion of nanoparticles in solvents and polymeric solutions are optimized, allowing dispersing quite homogeneously clusters of nanocrystals in the matrix copolymer. Films of controlled thickness between 0.1 µm and 100 µm were fabricated by spin-coating and doctor blade coating with surface quality suitable for micro-technologies. Morphology and crystallinity of P(VDF-TrFE) are preserved in the presence of up to 10 wt.% of nanoparticles. Thus nanocomposites keep high piezoelectric properties and show an increased up to 30% of the mechanical properties for 10 wt.% ZnO or Al2O3. In addition, the increase in elastic constant with decreasing cluster size of nanoparticles was observed. Nanocomposite films on substrates or free-standing filled up to 10 wt.% were successfully polarized by corona without contact. Specific procedures for preparing microdevices by photolithography on nanocomposite polymer films, while keeping piezoelectric activities of materials, have been developed. The characterization of realized acoustic wave devices is also presented
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Virieux, Heloise. "Nanocristaux luminescents de phosphures d'indium et de zinc : synthèse, enrobage et caractérisation." Thesis, Toulouse, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAT0030/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur la synthèse organo-métallique de nanoparticules (NPs) semi-conductrices colloïdales de phosphures d’indium (InP), de zinc (Zn3P2) et de structures cœur/coquille obtenues par la croissance d’une couche de sulfure de zinc (ZnS) à la surface des NPs. Les objectifs consistent à comprendre et maîtriser la synthèse dans le but de décaler les longueurs d’onde d’absorption et d’émission vers le proche infra-rouge, domaine spectral intéressant pour l’imagerie biomédicale.Le premier chapitre présente l’état de l’art sur les nanocristaux (NCx) d’InP et d’InP/ZnS. Un bref rappel sur les propriétés physico-chimiques des NCx semi-conducteurs est présenté et différentes synthèses sont décrites. Une attention toute particulière a été portée sur la taille des NCx, le décalage de l’émission de fluorescence vers les plus grandes longueurs d’onde et l’optimisation des rendements quantiques. Les potentialités offertes par ces objets soit pour les diodes électroluminescentes (LED) blanches soit pour l’imagerie biomédicale montrent l’intérêt d’utiliser les NCx de type InP/ZnS plutôt que d’autres matériaux à base d’éléments toxiques (Cd, Pb, …).Le deuxième chapitre porte sur une synthèse à partir des carboxylates d’indium connue de la littérature. Le but est alors de caractériser la structure des NPs pour comprendre le déroulement de la synthèse et de l’enrobage. Des mesures par résonance magnétique nucléaire (RMN) en phase solide et spectroscopie photo-électronique par rayons X (XPS) révèlent l’oxydation des NPs d’InP. La couche d’oxyde qui se forme durant la synthèse des NPs d’InP s’épaissit lors de l’enrobage. Cette oxydation provient d’un couplage décarboxylant des acides carboxyliques à haute température en présence des NPs. Elle serait à l’origine de l’inhibition de croissance des objets, ce qui limiterait les gammes de longueurs d’onde atteignables.Le troisième chapitre concerne une nouvelle synthèse à partir d’amidinate d’indium au lieu des carboxylates d’indium. L’intérêt de cette approche est la possibilité d’abaisser considérablement la température de réaction (150°C au lieu de 280°C) et ainsi d’éviter la réaction secondaire de décarboxylation. Un enrobage à basse température (150°C) est aussi mis en place. La synthèse induit également une oxydation de la surface des NPs d’InP. Un nouveau couplage a lieu entre les ligands, l’acide palmitique et l’hexadécylamine, et donne de nouvelles conditions oxydantes. Le jeu sur les ratios des ligands montre qu’en bouleversant le milieu réactionnel, les NPs d’InP ne présentent pas de réponse en luminescence concluante. La synthèse et l’enrobage sont alors réalisés sous atmosphère de dihydrogène (H2) en réacteur Fisher-Porter dans le but de contrer ces conditions oxydantes. La synthèse et l’enrobage donnent des tailles de NPs de l’ordre de 3,4 nm (condition nécessaire pour s’approcher d’une émission dans l'infra-rouge) et un rendement quantique de 18-20 %, résultats encore jamais atteints lors de cette thèse.Le dernier chapitre est consacré à une étude exploratoire sur les NPs de Zn3P2. Le phosphure de zinc est un matériau prometteur du fait de l’abondance de ses constituants non toxiques et des longueurs d’onde potentiellement accessibles. Différents paramètres de synthèse sont étudiés et les propriétés structurales et optiques sont caractérisées. Des résultats préliminaires sur l’enrobage montrent des difficultés liées à la stabilité des NPs de Zn3P2. L’utilisation de l’oxyde de trioctylphosphine (TOPO) semble permettre la passivation de ces NPs à l’air et en travaillant sous H2 une meilleure stabilité est envisageableRésumé de la thèse en anglais : This PhD investigation focuses on organometallic synthesis of indium phosphide (InP), zinc phosphide (Zn3P2) colloidal semiconductor nanoparticles (NPs) and core/shell structures which were obtained by the growth of a layer of zinc sulfide (ZnS) on the surface. The objectives are to understand and control the synthesis in order to shift the absorption and emission wavelengths to the near infra-red range, interesting for biomedical imaging.The first chapter presents the state of the art on the InP and InP/ZnS nanocrystals (NCx). A brief recall on the physical and chemical properties of semiconductor NCx is presented and various syntheses are described. Particular attention was paid to the size of NCx, the shift of the fluorescence emission to higher wavelengths and the optimization of quantum yields. The potential of these objects for white light emitting diodes (LED) or biomedical imaging shows the value added of using InP/ZnS NCx rather than other materials based on toxic elements such as cadmium, lead elements…The second chapter focuses on a synthesis from indium carboxylates known in the literature. The goal is to characterize the structure of NPs to understand the procedure of the synthesis and the coating. Measurements by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) in solid state and Photoelectronic X-ray spectroscopy (XPS) revealed the oxidation of InP of the NPs. This oxide layer increases during the coating. This originates from a decarboxylating coupling of carboxylic acids at high temperature in the presence of NPs. This oxidation is believed to inhibit the growth of the object, which restricts the attainable range of wavelengths.The third chapter provides a novel synthesis from indium amidinate instead of indium carboxylate. The advantage of this approach is the potential to lower significantly the reaction temperature (150°C instead of 280°C) and to avoid secondary decarboxylation reaction. A coating with ZnS at low temperature (150°C) is also developed. The synthesis of InP NPs also causes an oxidation of the surface. A coupling takes place again between the ligands, palmitic acid and hexadecylamine providing new oxidizing conditions. The study of different ratios of ligands shows that when the reaction medium is modified, the InP NPs do not exhibit a conclusive luminescence response. Synthesis and coating are carried out under an atmosphere of hydrogen (H2) in Fisher-Porter reactor in order to counter these oxidizing conditions. NPs with diameters of the order of 3,4 nm (a necessary condition to approach the infra-red emission) and a quantum yield of 18-20% are thus obtained. These had never been observed before during this thesis.The last chapter is devoted to an exploratory study on Zn3P2 NPs. Zinc phosphide is a promising material because of non-toxic and abundant constituents, and potential access to near infra-red wavelengths. Different synthesis parameters are studied and the structural and optical properties are characterized. Preliminary results on the coating show instabilities of the Zn3P2 NPs. The use of trioctylphoshine oxide (TOPO) appears to allow the passivation of the NPs in the air and a better stability is possible under an atmosphere of H2
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Jouenne, Vincent. "Nanocristaux de dioxyde de titane à morphologie contrôlée : synthèse, suspensions colloïdales et dépôt par électrophorèse." Nantes, 2013. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=c3b26761-dabc-43ff-ab7b-2fe3f95f0dd4.
Full textAbstract:
Le dioxyde de titane, doté de propriétés photoactives uniques, est un matériau clé dans la fabrication d’une cellule photovoltaïque de IIIème génération. Dans la stratégie envisagée à l’IMN, son intégration optimale dans ce dispositif nécessite l’élaboration d’une fine couche dense de TiO2 surmontée par un dépôt nanostructuré et poreux. Afin de fabriquer ces deux couches, un procédé à basse température (< 200°C) a été développé. La première étape de ce travail a porté sur l’étude de la synthèse exploitant l’hydrolyse du précurseur [Ti8O12(H2O)24]Cl8. HCl. 7H2O en milieu alcoolique et en présence de surfactants dans des conditions solvothermales. Diverses morphologies de nanocristaux de TiO2 anatase (sphère, barre, plaquette rhombique) avec une bonne cristallinité ont pu être obtenues en présence d’acide oléique et/ou d’oleylamine et contrôlées par un choix judicieux des paramètres, en particulier le rapport molaire entre ces deux surfactants. Ensuite, la surface de ces cristaux a été caractérisée puis optimisée pour permettre la préparation de suspensions colloïdales stables dans des solvants appropriés pour le dépôt par voie humide ou par électrophorèse. Des dépôts denses d’une épaisseur de 25 à 60 nm ont été réalisés par enduction centrifuge alors que des dépôts poreux d’épaisseur modulable (70 nm à 2,2 μm) ont pu être réalisés par électrophorèse sur substrats plans. Enfin, la formation de nano-pilliers de TiO2 (diamètre ~ 150-200 nm, L ~ 1–3 μm) a été effectuée par électrophorèse confinée dans les pores de membranes nanoporeusesTitanium dioxide, owing unique photoactive properties, is a key material for the fabrication of a IIIrd generation photovoltaic cell. In the strategy developed in IMN, its optimal incorporation in this device requires the elaboration of a thin and dense TiO2 layer surmounted by a nanostructured and porous layer. To make these deposits, a low temperature process (< 200°C) has been developed. First of all, this work has concerned the study of a synthetic strategy based on the hydrolysis of the [Ti8O12(H2O)24]Cl8. HCl. 7H2O precursor in alcoholic media with surfactants in solvothermal conditions. Many different TiO2 anatase nanocrystal morphologies (spherical, rod-like, rhombic platelets) with a good cristallinity have been obtained with both, oleic acid and/or oleylamine, as surfactants and controlled with a judicious choice of experimental parameters, such as the molar ratio between these two surfactants. Then, the surface nanocrystals has been characterized and optimized to allow the preparation of stable colloidal solutions in appropriated solvents in order to elaborate deposits by wet or electrophoretic (EPD) routes. Dense TiO2 layers with a 25 to 60 nm thickness have been realized by spin-coating, whereas porous deposits with tunable thickness (from 70 nm to 2. 2 μm) have been performed by EPD on plane substrates. Finally, the formation of TiO2 nanopillars (diameter ~ 150-200 nm, L ~ 1–3 μm), by electrophoresis confined inside the pores of nanoporous templates, has been performed
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Knittel, Fabien. "Etude des interactions de surface et biocompatibilisation de nanocristaux fluorescents." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112220/document.
Full textAbstract:
Durant cette thèse nous avons, dans un premier temps, mis au point un protocole robuste pour quantifier l’échange de ligands à la surface de nano-objets, en prenant les quantum dots comme particules d’étude. Cette méthode se base sur la sensibilité de détection d’un élément radioactif, le tritium. Pour étudier l’échange de ligands, nous avons synthétisé de l’acide oléique tritié, dont l’équivalent non-marqué est un composé très couramment utilisé dans la chimie des QD. Nous avons élaboré un protocole permettant de déterminer la densité de ligands à la surface de quantum dots de type CdSe zinc blende par une méthode innovante. Par ailleurs, nous avons réalisé une étude permettant de déterminer la capacité qu’a un ligand à remplacer l’acide oléique présent à la surface des QD. On a ainsi obtenu une échelle des forces relatives de liaison de diverses fonctions chimiques suivant leur aptitude à déplacer l’acide oléique. Cette étude devrait permettre d’améliorer la compréhension et la mise au point des protocoles utilisés pour la préparation des QD. Dans un second temps, nous avons développé deux stratégies d’encapsulation de QD afin de les solubiliser dans l’eau avec comme objectif des applications en imagerie in vivo. Ces deux approches tentent de répondre aux nombreuses exigences liées à l’utilisation de QD en milieux biologiques. Dans cette optique, nous avons synthétisé des amphiphiles polymérisés d’une part et des amphiphiles perfluorés d’autre part. Des lots de QD, de type CdSe/CdS/ZnS émettant dans le visible, solubilisés selon ces deux stratégies ont été préparés et leur stabilité éprouvée dans plusieurs conditions. Nous avons ensuite appliqué l’encapsulation à des QD de type CuInS2/ZnS émettant dans le proche infrarouge. Des études préliminaire sont pu être réalisées par d’imagerie de fluorescence chez la souris afin d’évaluer in vivo ces nouvelles formulations de QDIn this thesis we have, at first, developed a robust protocol to quantify the exchange of ligands on the surface of nano-objects, using quantum dots in this study. This method is based on the detection sensitivity of a radioactive element, tritium. To study the exchange of ligands, we synthesized tritiated oleic acid, whose unmarked equivalent is commonly used for the synthesis of QD. Thanks to an innovative method, we have developed a protocol to determine the density of ligands on the surface of zinc blende CdSe quantum dots. In addition, we conducted a study to determine the ability of a ligand to replace oleic acid on the surface of the QD. A scale of relative bond strengths of various chemical functions according to their ability to displace oleic acid has been obtained. This study is expected to improve the understanding and the development of protocols for the preparation of QD.In a second step, we developed two encapsulation strategies of QD in order to obtain colloidal stability in water with in vivo imaging applications as final aim. Both approaches attempt to answer the requirements for the use of QD in biological media. In this context, we have synthesized photopolymerisable amphiphilic compounds on the one hand and perfluorinated amphiphilic compounds on the other. Batches of CdSe/CdS/ZnS QD emitting in the visible, solubilized by these two strategies have been prepared and their stability tested in several conditions. We then applied the encapsulation strategy developed to CuInS2/ZnS QD emitting in the near infrared. Some preliminary studies have been carried out by in vivo fluorescence imaging in mice to assess these new QD formulations
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Cavarroc, Marjorie. "Nucléation, croissance et comportement de poussières dans les plasmas réactifs radiofréquence basse pression : Des nanocristaux aux grains submicroniques polycristallins." Phd thesis, Orléans, 2007. http://www.theses.fr/2007ORLE2029.
Full textAbstract:
Les gaz ionisés contenant des particules solides, appelés plasmas poussiéreux, sont principalement utilisés pour le dépôt de couches minces et la synthèse de nanoparticules aux propriétés maîtrisées. L'objectif de cette thèse était de synthétiser des poussières de taille et/ou composition chimique connues en vue d'applications en microélectronique, photovoltaïque (nanocristaux de silicium) et astrophysique (tholins, ISD grains). La localisation et l'étude du démarrage de la phase d'agrégation des nanocristaux, par l'étude paramétrique d'une instabilité, ont été réalisées dans des plasmas d'Argon/Silane. Puis, une étude de la forme et du comportement du nuage de poussières a été menée dans deux décharges différentes. Elles ont mis en évidence la forte influence de la croissance des poussières sur le plasma et sur le nuage, et d'optimiser nos paramètres de dépôt pour les nanocristaux de silicium non-agglomérés. Une étude paramétrique des caractéristiques électriques du plasma (courant, tension et densités électronique et ionique) en Azote/Méthane a permis de cibler les meilleurs paramètres pour synthétiser des tholins (aérosols analogues de Titan). Par ailleurs, l'ellipsométrie in-situ de Mie-Rayleigh en chimie Azote/Acétylène nous a donné certaines informations sur les analogues de poussières interstellaires synthétisés (structure, indice optique). Finalement, l'effet des basses températures de gaz a été exploré afin d'augmenter la taille des nanocristaux de silicium. Différentes hypothèses (chimiques et thermodynamiques) sont discutées dans le but d'expliquer les effets observés : accélération de la cinétique de croissance et augmentation de la taille des nanocristaux.
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Virieux, Héloïse. "Nanocristaux luminescents de phosphures d'indium et de zinc: synthèse, enrobage et caractérisation." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00933595.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur la synthèse organo-métallique de nanoparticules (NPs) semi-conductrices colloïdales de phosphures d'indium (InP), de zinc (Zn3P2) et de structures cœur/coquille obtenues par la croissance d'une couche de sulfure de zinc (ZnS) à la surface des NPs. Les objectifs consistent à comprendre et maîtriser la synthèse dans le but de décaler les longueurs d'onde d'absorption et d'émission vers le proche infra-rouge, domaine spectral intéressant pour l'imagerie biomédicale. Le premier chapitre présente l'état de l'art sur les nanocristaux (NCx) d'InP et d'InP/ZnS. Un bref rappel sur les propriétés physico-chimiques des NCx semi-conducteurs est présenté et différentes synthèses sont décrites. Une attention toute particulière a été portée sur la taille des NCx, le décalage de l'émission de fluorescence vers les plus grandes longueurs d'onde et l'optimisation des rendements quantiques. Les potentialités offertes par ces objets soit pour les diodes électroluminescentes (LED) blanches soit pour l'imagerie biomédicale montrent l'intérêt d'utiliser les NCx de type InP/ZnS plutôt que d'autres matériaux à base d'éléments toxiques (Cd, Pb, ...). Le deuxième chapitre porte sur une synthèse à partir des carboxylates d'indium connue de la littérature. Le but est alors de caractériser la structure des NPs pour comprendre le déroulement de la synthèse et de l'enrobage. Des mesures par résonance magnétique nucléaire (RMN) en phase solide et spectroscopie photo-électronique par rayons X (XPS) révèlent l'oxydation des NPs d'InP. La couche d'oxyde qui se forme durant la synthèse des NPs d'InP s'épaissit lors de l'enrobage. Cette oxydation provient d'un couplage décarboxylant des acides carboxyliques à haute température en présence des NPs. Elle serait à l'origine de l'inhibition de croissance des objets, ce qui limiterait les gammes de longueurs d'onde atteignables. Le troisième chapitre concerne une nouvelle synthèse à partir d'amidinate d'indium au lieu des carboxylates d'indium. L'intérêt de cette approche est la possibilité d'abaisser considérablement la température de réaction (150°C au lieu de 280°C) et ainsi d'éviter la réaction secondaire de décarboxylation. Un enrobage à basse température (150°C) est aussi mis en place. La synthèse induit également une oxydation de la surface des NPs d'InP. Un nouveau couplage a lieu entre les ligands, l'acide palmitique et l'hexadécylamine, et donne de nouvelles conditions oxydantes. Le jeu sur les ratios des ligands montre qu'en bouleversant le milieu réactionnel, les NPs d'InP ne présentent pas de réponse en luminescence concluante. La synthèse et l'enrobage sont alors réalisés sous atmosphère de dihydrogène (H2) en réacteur Fisher-Porter dans le but de contrer ces conditions oxydantes. La synthèse et l'enrobage donnent des tailles de NPs de l'ordre de 3,4 nm (condition nécessaire pour s'approcher d'une émission dans l'infra-rouge) et un rendement quantique de 18-20 %, résultats encore jamais atteints lors de cette thèse. Le dernier chapitre est consacré à une étude exploratoire sur les NPs de Zn3P2. Le phosphure de zinc est un matériau prometteur du fait de l'abondance de ses constituants non toxiques et des longueurs d'onde potentiellement accessibles. Différents paramètres de synthèse sont étudiés et les propriétés structurales et optiques sont caractérisées. Des résultats préliminaires sur l'enrobage montrent des difficultés liées à la stabilité des NPs de Zn3P2. L'utilisation de l'oxyde de trioctylphosphine (TOPO) semble permettre la passivation de ces NPs à l'air et en travaillant sous H2 une meilleure stabilité est envisageable.
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El-Kork, Nayla. "Spectroscopie à champ proche optique de nanoparticules hybrides pour application en capteurs biologique et microscopie confocale de nanocristaux de sillicium uniques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00692395.
Full textAbstract:
Le domaine des nanomatériaux joue un rôle de plus en plus important dans de nombreuses applications, qu'elles soient de natures biologique, médicales électroniques etc... Dans ce travail, nous présenterons des résultats concernant deux types de nanoparticules, le premier genre traite de nanoparticules hybrides confectionnées chimiquement pour des fins biologiques, le deuxième concerne des nanocristaux de silicium fabriqués par pyrolise laser pour des applications potentielles en optoélectronique. Les études sont menées en mettant en œuvre deux différentes techniques optiques, l'une en champ lointain, l'autre en champ proche. Dans le cas des nanohybrides, nous nous intéresserons à une caractérisation par microscopie en champ proche, qu'elle soit de nature spectroscopique ou d'imagerie simple, en utilisant en particulier une configuration optique guidante. Nous ferons un premier point à propos de l'émission de ses nanoparticules, puis discuterons des problèmes d'artefacts et de la résolution des images que nous pouvons atteindre avec notre montage. Nous prouverons l'importance essentielle du rôle des nanohybrides en tant que marqueur biologiques, et ceci dans deux différentes types de configuration de capteurs biologiques. Les nanoparticules de silicium de petites tailles (< 3 nm) seront étudiées essentiellement par microscopie confocale. Plus précisément, nous nous intéressons aux différents procédés de luminescence qui ont lieu lors de l'excitation d'une nanoparticule unique, en tenant compte des effets de taille et de surface. Nous chercherons à étudier l'influence de l'environnement des nanoparticules sur leurs propriétés spectrales en les plaçant dans des couches minces de natures diélectriques différentes. Nous conclurons enfin sur une brève description des différents effets Sark qui prennent lieu dans un tel système.
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Sirotkin, Sergey. "Modes de basse fréquence de petites nanoparticules (nanocristaux métalliques) et de grosses nanosphères (virus) : une étude par diffusion inélastique de la lumière." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00573738.
Full textAbstract:
La thèse de doctorat “Modes de basse fréquence de petites nanoparticules (nanocristaux métalliques) et de grosses nanosphères (virus) : une étude par diffusion inélastique de la lumière” est dédiée à l'investigation des propriétés acoustiques de différents nano-objets: nanoparticules métalliques (D<30 nm) d'une part et colloïdes/particules virales (D~200 nm) d'autre part. La diffusion inélastique de la lumière (Raman/Brillouin) est utilisée comme instrument de recherche principal pour étudier les vibrations de nanoparticules et pour déterminer leurs paramètres élastiques et mécaniques. Dans le premier chapitre de ce travail, la théorie d'élasticité continue est utilisée afin de présenter une analyse qualitative et de nomenclature des vibrations de sphères solides; plusieurs modèles théoriques, permettant de décrire le comportement vibrationnel de nanoparticules dans un milieu environnant, et comment celui-ci dépend de l'anisotropie inhérente à une structure cristalline interne, sont discutés. Le deuxième chapitre est consacré à la description physique de la diffusion inélastique de la lumière provenant des fluctuations de polarisabilité induite par les vibrations. Deux types de diffusion inélastique de la lumière sont décrits: la diffusion Brillouin, associée au couplage de la lumière incidente (photon) avec les ondes acoustiques (phonon) dans un matériau massif, et la diffusion de Raman provenant de l'interaction entre un photon incident et des vibrations localisées, comme les vibrations de « petites » (D<) nanoparticules. La description détaillée et les principes d'opération des instruments spectroscopiques (tandem Fabry-Pérot) utilisés pour réaliser ces recherches (diffusion inélastique aux basses fréquences, entre 3 et 300 GHz) sont donnés. Le troisième chapitre se focalise sur l'étude des modes basse fréquence de petites nanoparticules métalliques. Trois systèmes sont étudiés : des nanoparticules d'alliage AuAg et de Cu insérées dans une matrice vitreuse et des nanocristaux d'Au déposés sur une surface. Le système AuAg permet d'étudier un spectre Raman remarquablement riche présentant des contributions des modes fondamentaux et des harmoniques d'ordre élevé. Les données expérimentales s'accordent relativement bien avec les calculs théoriques, étayant ainsi la compréhension des ingrédients essentiels de la diffusion Raman par les modes de nanoparticules. L'étude des nanocristaux d'Au déposés a permis de caractériser l'effet de la qualité nanocristalline à travers la levée de dégénérescence partielle des modes de nanoparticules du fait de l'anisotropie élastique. L'étude de la dépendance des spectres Raman en longueur d'onde permet de différencier mono-nanocristaux et nanoparticules polycristallines. Les effets de matrice et de nanocristallinité sont intégrés dans l'étude des nanoparticules de Cu formées dans une matrice vitreuse, où l'influence des conditions de recuit sur les nanoparticules produites a été étudiée. Différentes températures de recuit, par rapport à la température de transition vitreuse de la matrice, conduisent à des profils Raman basses fréquences très différents. Alors qu'un recuit proche de la température de transition vitreuse entraîne la formation de petites nanoparticules de haute cristallinité, un recuit opéré très au-dessus de Tg conduit à la formation de grosses nanoparticules, sans signature d'anisotropie élastique. Le quatrième chapitre rapporte l'exploration d'une éventuelle exploitation de la diffusion inélastique de la lumière pour la caractérisation de gros virus, comme illustré dans le troisième chapitre pour le cas des petites nanoparticules. Afin de mieux appréhender la relaxation des règles de sélection, puisque la longueur d'onde de la lumière devient comparable à la taille des nanoparticules, le comportement des virus a été comparé à celui de polymères colloïdaux. La Diffusion de Rayons X aux Très Petits Angles (USAXS) et la Microscopie à Force Atomique (AFM) sont utilisées pour garantir la bonne comparaison morphologique entre les virus et des colloïdes de polystyrène. La comparaison des spectres Raman/Brillouin de culots concentrés de virus et de colloïdes de polymère, ainsi que leur évolution en fonction de leur état d'hydratation, permet de discuter l'existence des modes de basse fréquence dans les nanoparticules virales.
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Bourdillon, Céline. "Etude de cristaux photoniques et de polymères stimulables : réalisation d'un capteur de nanoparticules." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066659/document.
Full textAbstract:
L’essor des techniques d’analyse à l’échelle nanométrique a initié la synthèse et le développement de nombreuses nanostructures et nanoparticules. De par les propriétés spécifiques induites par leur taille, ces nanoparticules sont à présent omniprésentes dans la vie quotidienne et leur utilisation introduit de nouveaux enjeux environnementaux et toxicologiques. Il est donc important de pouvoir les capter et les détecter à l’état de trace en fonction de leur taille et de leur chimie de surface, deux facteurs dont dépend leur toxicité. Ce travail de thèse porte sur l’association des propriétés optiques d’un cristal photonique, l’opale, et des propriétés de reconnaissance d’un polymère stimulable, le polymère à empreintes de nanoparticules, afin de réaliser un capteur sensible, spécifique et sélectif (notamment en revêtement de surface) de nanoparticules. Les nanoparticules cibles que nous avons étudiées sont des nanocristaux fluorescents de CdSeTe/ZnS. Cette thèse se décompose en deux parties : dans la première, nous avons étudié le filtrage de l’émission des nanocristaux cibles par des hétérostructures à base d’opales directes. Dans la seconde partie, nous avons synthétisé, pour la première fois à notre connaissance, un polymère à empreintes de nanocristaux, en nous basant sur les travaux réalisés dans le cadre des polymères à empreintes moléculaires. Ce polymère a été utilisé pour réaliser une opale inverse permettant la détection de ces nanoparticules à partir de mesures de réflectivité. Ce capteur est généralisable à toute nanoparticule présentant une fonctionnalisation de surfaceSince the emergence of analysis techniques at the nanometer scale, many nanostructures and nanoparticles have been elaborated. Because of the specific properties induced by their size, nanoparticles are present in a lot of products used in the everyday life and can present a high toxicity. This toxicity depends, inter alia, on their size and surface chemistry. Therefore, it is really important to collect and detect them specifically when they are present as trace contaminants. This thesis deals with the combination of the optical properties of a photonic crystal, an opal, and the chemical properties of a stimulable polymer, a nanoparticles imprinted polymer, to realize a sensitive, specific and selective nanoparticles sensor. The nanoparticles that we used as targets are fluorescent CdSeTe/ZnS nanocrystals. In the first part of this thesis, we studied the filtering of the emission of the targets by heterostructures based on direct opals. In the second part, we synthetized, for the first time to our knowledge, a polymer presenting nanocrystals imprints. We used this polymer to realize an inverse opal allowing the sensing of these nanoparticles by specular reflection measurements. This sensor can be generalized to any functionalized nanoparticle
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Ndong, ntoutoume Gautier mark arthur. "Elaboration des nanocristaux de cellulose fonctionnalisés pour la vectorisation d’agents anticancéreux et pour la transfection de gènes." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0126/document.
Full textAbstract:
La vectorisation et le ciblage d’agents anticancéreux représentent des axes de recherche majeurs au sein du LCSN. En effet, la plupart des molécules actives utilisées en thérapie anticancéreuse sont peu sélectives des tumeurs et sont toxiques pour les cellules saines. L’élaboration de nanobiomatériaux aptes à cibler spécifiquement les tumeurs par effet EPR mais également capables de les détruire par l’action de la drogue transportée s’avère capital. Le nanovecteur utilisé est élaboré à partir des nanocristaux de cellulose (CNCx) issus de l’hydrolyse acide du coton. Une première approche a consisté à élaborer la nanoplateforme thérapeutique suivant la techniqueTargeting and drug delivery are major areas of research within the LCSN. Indeed, most of the active molecules used in cancer therapy are not very selective against tumors and are toxic to healthy cells. The development of nanobiomaterials able to specifically target tumors by EPR effect but also capable of destroying them by the action of the drug transported turns capital. In this work we achieved the binding of triphenylphosphonium cation (to target the mitochondria), hydrophobic active ingredients and a nucleic acid on cellulose nanocrystals issued from the acid hydrolysis of cotton. The first therapeutic platform synthesized according to the technique
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Ahmad, Nabeel. "Nanoscale in situ studies of Au and Au-Cu Nanoparticle synthesis by liquid cell transmission electron microscopy." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC224/document.
Full textAbstract:
La fabrication de nano-cristaux métalliques suscite un effort de recherche en constante augmentation depuis plusieurs années. Cet immense intérêt est motivé par les propriétés uniques et fascinantes qui apparaissent à l’échelle des tailles nanométriques. En effet, le confinement des électrons au sein d’un nanocristal est un moyen puissant de moduler les propriétés électroniques, optiques et magnétiques d’un matériau. Les synthèses par voies chimiques sont des stratégies très rependues pour fabriquer des nanoparticules métalliques avec des morphologies originales en exploitant la versatilité des milieux réactionnels liquides pour contrôler les mécanismes de formation. Cependant, si la chimie employée lors de ces synthèses n’est pas très compliquée, la compréhension des processus de nucléation/croissance en milieu liquide complexe et l’influence de chaque espèce chimique est un tout autre challenge. Pour y répondre, nous avons utilisé la microscopie électronique en transmission en milieu liquide pour visualiser des phénomènes de croissance à l’échelle nanométrique. Cette récente technique de microscopie in situ nous a permis d’étudier en temps réel la dynamique de croissance de nanoparticules d’or et d’or-cuivre dans des milieux réactionnels de composition contrôlée. Le premier objectif de cette thèse était de distinguer les effets cinétiques (liés aux flux de matière) et les effets thermodynamiques (liés à l’équilibre des nanostructures en fonction de leur environnement) qui dictent tous les deux la forme finale des nanoparticules. De plus, des études systématiques nous ont permis de séparer les inévitables effets du faisceau d’électron, des effets de paramètres spécifiques de la synthèse, comme la forme des germes ou la fonctionnalisation organique, qui sont de toute première importance en chimie des colloïdes. Enfin, des phénomènes induits par le faisceau ont aussi été exploité pour comprendre l’influence de l’irradiation sur la chimie du milieu réactionnel, qui peut induire des réactions d’oxydo-réductions réversibles et contrôlables dans les nano-systèmes bimétalliquesRecent years have seen a remarkable increase in research activities related to the synthesis of metallic nanocrystals. This intense interest is fueled by the unique and fascinating properties delivered at such size domains. Indeed, electrons confinement by nanocrystals is a powerful means to modulate electronic, optical and magnetic properties of a material. Most current strategies employ chemical synthesis to formulate unique nanoparticle morphologies by exploiting the versatility of liquid reaction media to control the formation mechanisms. Although the chemistry of metal nanocrystal synthesis is not complicated, understanding the nucleation and growth processes in complex liquid media and the influence of each chemical species is altogether a different challenge. It is in this regard, that we have utilized liquid cell transmission electron microscopy to visualize relevant growth phenomenon at the nanoscale. This recent in situ technique allowed us to study in real time the dynamics of growth of Au and Au-Cu nanoparticles in reaction media of controlled composition. The primary goal of this thesis was to distinguish the kinetics effects (related to the flow of matter) and the thermodynamics effects (related to the environment-dependent equilibrium of nanostructures) on final nanoparticle shapes. In addition to this, systematic studies were performed to separate the inevitable beam effects from the influence of specific synthesis parameters such as the seed crystal morphology and the organic functionalization that are of primary importance for colloidal chemists. Beam induced phenomena were also utilized to understand the solution chemistry of the exposed solvent which is in turn responsible for driving reversible redox reactions in bimetallic nano-systems
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Stenger, Ingrid. "Etude des propriétés optiques de nanoparticules de silicium et de leur interface avec une matrice de silice par ellipsométrie et spectroscopie de déflexion photothermique." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066411.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d’étudier les propriétés optiques et morphostructurales de nanoparticules de silicium (np-Si) dans des couches minces de silice, obtenues par recuit thermique de silices sous-stœchiométriques (SiOx 1
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Pierson, Ambre. "Développement de capsules fluorescentes et étude de leur stabilité dans les milieux biologiques." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS464.
Full textAbstract:
L’utilisation de test de diagnostic in vitro rapide est très répandue dans de nombreux domaines. Cependant, ces tests ont deux inconvénients majeurs. Le premier est leur manque de sensibilité. Le deuxième est leur résultat non-quantitatif. En effet, ces tests sont utilisés pour apporter une réponse binaire sur la présence de l’analyte. Un des moyens de pallier ces inconvenants est l’utilisation de sonde fluorescente. La fluorescence permet le développement d’un test quantitatif grâce à l’émission de lumière. Les sondes bloquées sur la ligne de test peuvent émettre une quantité de lumière proportionnelle à la concentration en analyte. La société Nexdot possède une forte expertise en synthèse de nanocristaux semiconducteurs colloïdaux. De plus, elle développe une technologie propriétaire de nanoplaquettes semi-conductrice colloïdales dont les propriétés optiques surpassent celles des quantum dots. L’incorporation de ces nanocristaux fluorescent dans les tests de diagnostic in vitro pourrait permettre l’obtention de test quantitatif et plus sensible. L’objectif de ce projet a été de développer une sonde composée d’une matrice d’oxyde mixte 60 % Aluminium et 40 % Zirconium et de nanocristaux fluorescent. Cette matrice a été choisie pour sa stabilité dans les milieux aqueux supérieure à 1 semaine. Ce délai permet la réalisation de biocouplage sur les particules pour leur utilisation en tant que sonde. Ces matrices sont réalisées par voie aéro sol-gel, cette méthode produit une forte dispersion en taille. Une optimisation du procédé a été réalisée en remplaçant la buse a impacteur par une buse ultrasonique. Grâce à ces modifications, la dispersion a été réduite et toutes les particules dont le diamètre est supérieur à 1 µm ont été éliminées. De plus, la surface de ces particules a dû être modifiée. L’utilisation des silanes comme l’APTES ou le CES a permis de déposer une couche de silice fonctionnalisée. Ces fonctions en surface doivent permettre le greffage de biomolécules. Enfin, les particules ont été testées avec une bandelette réfléchit et conçut pour ces nouvelles sondes. Les premiers tests de migration ont montré un gain de sensibilité 7 fois supérieur aux nanoparticules d’or. Les premiers tests de quantification sont encouragent bien que les tests nécessitent quelques optimisationsThe use of lateral flow tests extends to a plethora of different fields. However, these tests have two major drawbacks ranging from their low sensitivity to their non-quantitative results. In fact, these tests are used to provide a binary answer on the presence of the analyte (or target to be measured). One way to overcome these drawbacks is to use fluorescent probes. Fluorescence enables the development of a quantitative test through the emission of light. Such fluorescence light probes blocked on the test line can emit a quantity of light proportional to the analyte concentration. Nexdot, a company that specializes in the synthesis of colloidal semiconductor nanocrystals, has been developing their proprietary colloidal semiconductor nanoplatelet technology whose optical properties surpass those of quantum dots. The incorporation of these fluorescent nanocrystals as lateral flow probes could enable quantitative and more sensitive tests for next generation lateral flow tests. The aim of this project was to develop a probe composed of a 60% aluminum and 40% zirconium mixed oxide matrix and fluorescent nanocrystals. This matrix composition was chosen specifically for its high stability in aqueous media. This higher stability allows the particles to be bioconjugated with molecules for use as probes. These matrices are produced by an aerosol-gel process, which produces a high level of size dispersion particles. The process was optimized by replacing the impactor nozzle with an ultrasonic nozzle. Thanks to these modifications, dispersion was reduced, and all particles with a diameter larger than 1 µm were eliminated. In addition, the surface of these particles had to be modified. The use of silanes such as 3-aminopropyltriethoxysilane or Carboxy Ethyl Silane triol enabled the deposition of a functionalized surfaces (i.e. amines and carboxylic acids). These surface functions should enable the grafting of biomolecules. Finally, the particles were tested in lateral flow system with a strip designed for these new probes. Initial migration tests showed a 7-fold gain in sensitivity over gold nanoparticles. Initial quantification tests are encouraging, although the tests require some additional optimization
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Badie, Laurent. "Étude de matériaux amplificateurs à base de nanoparticules et réalisation d'un composant polymère pour les télécommunications optiques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00407354.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est la réalisation d'un composant intégré pour l'amplification optique des signaux de télécommunications. La fonction d'amplification est primordiale dans tous les types de transmissions de données à moyenne et longue distance. Nous verrons tout d'abord le rôle du composant dans les réseaux de télécommunications optiques, ainsi que la théorie des processus d'amplification appliquée aux deux matériaux utilisés (Nanocristaux de PbSe et particules dopées Erbium). Après la fabrication et la caractérisation optique de la résine de PMMA dopée aux nanocristaux de PbSe, nous décrirons l'élaboration du composant incluant les différentes étapes de simulation et de fabrication. Les propriétés optiques de ce guide amplificateur seront déterminées : pertes de propagation et de couplage, gain on-off et gain net.
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Philippot, Cécile. "Elaboration et caractérisations de nanocristaux organiques fluorescents insérés en coquille sol-gel : vers le développement d'un nouveau type d'agent imageant." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00580367.
Full textAbstract:
Nous avons démontré la faisabilité et la reproductibilité de notre méthode d'élaboration en une étape de nanocristaux organiques en coquilles sol-gel obtenues par nébulisation, en utilisant différents types de molécules organiques, de solvant et matrices sol-gel. L'utilisation de différentes techniques de caractérisation (microscopie électronique à balayage, spectroscopies de luminescence à un et deux photons) a permis d'optimiser les conditions d'élaboration afin d'obtenir des nanoparticules hybrides de petites tailles, encapsulant un maximum de fluorophore, très luminescentes et biocompatibles. La microscopie électronique à balayage et la diffraction électronique nous ont permis de prouver la présence d'un cœur monocristallin au sein des nanoparticules et de définir les structures cristallines présentes. Les propriétés des nanocristaux comme agent imageant de la micro-vascularisation du cortex cérébral chez le petit animal en deux-photons ont ensuite été analysées par spectroscopie de fluorescence à deux-photons ainsi que la non-toxicité des particules vis - à - vis du vivant. Enfin, les premiers tests in-vivo des nanoparticules comme agents imageant, nous ont poussé à les fonctionnaliser afin d'augmenter leur furtivité et d'y ajouter une nouvelle fonction de ciblage.
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Zimmermann, Josephine. "Nanocritaux organiques enrobés d'une coquille silicatée pour la réalisation de traceurs fortement fluorescents pour l'imagerie médicale." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENV048/document.
Full textAbstract:
Durant ce travail, la synthèse de nanoparticules hybrides composées d'un coeur organique cristallin fluorescent enrobé d'une coquille silicatée a été optimisée dans l'optique du développement d'un nouveau type de traceurs très brillants pour l'imagerie médicale (microscopie de fluorescence excitée à deux photons). La préparation des nanoparticules a pu être adaptée à différents types de fluorophores organiques. La composition de la coquille organosilicatée peut elle aussi être modulée afin de modifier les propriétés de dispersion en solution aqueuse, la charge de surface des particules ou les fonctions chimiques de surface. Le coeur organique de ces particules se dissolvant dans les solvants organiques, différentes stratégies de fonctionnalisation en milieu aqueux ont été réalisées afin d'augmenter la furtivité de ces objets in vivo. Ces différentes méthodes ont permis de faire circuler les nanoparticules dans le flux sanguins de souris. La durée de vie de circulation de ces particules restant cependant courte, de nouvelles stratégies de fonctionnalisation (chimie click) devraient permettre à l'avenir d'allonger ce temps de circulationThis work has allowed the synthesis of hybrid nanoparticles composed by organic crystal cores embedded in organosilicate shells for the development of in vivo imaging applications(two-photon fluorescence microscopy). The synthesis of these nanoparticles has been adapted with different types of organic dyes. The composition of the silicate shell can also be modulated in order to modify the properties of dispersion in aqueous solution, the surface charge of particles or chemical functions present at the surface. Due to the dissolution of organic cores in organic solvents, different strategies of functionalization were developed in aqueous media to enhance the furtivity of these nanoparticles in vivo. These methods have led to the circulation of the nanoparticles into the bloodstream of mice. However, the circulation lifetime of these nanoparticles is short. New strategies of functionalization (click chemistry) should help in the future to extend this circulation time for the possible development of these new fluorescent tracers
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Delachat, Florian Brice. "Élaboration et caractérisation de nanoparticules de silicium dans du nitrure de silicium en vue d’applications photovoltaïques." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6148.
Full textAbstract:
Les nanoparticules de silicium (Si-nps) enfouies dans une matrice de nitrure de silicium (SiNx) sont prometteuses pour les applications photovoltaïques. Cette thèse traite de leur élaboration et leur caractérisation dans le SiNx afin de maitriser leurs propriétés optiques par l’intermédiaire du confinement quantique. Des couches minces (»100nm) SiNx riche en silicium (NSRS) sont préalablement déposées par PECVD. Elles sont ensuite recuites à 1100°C/30min pour permettre la nucléation des Si-nps dans la matrice de nitrure de silicium. Nous montrons que le contrôle de l’excès de Si permet d’engendrer une grande diversité de nanostructures (forte densité -2x1012 cm-2- de Si-nps amorphes de 3 nm de taille moyenne, nanostructures percolées de silicium cristallin, arrangements nano-colonnaires cristallins). Cependant la large distribution de tailles de Si-nps générée par cette approche limite le contrôle efficace des propriétés optiques. Pour cela, nous avons élaboré et caractérisé des super-réseaux composés alternativement de couches NSRS et SiO2 ou Si3N4. Ces dernières permettent de limiter la croissance des Si-nps au moins dans une direction et ainsi d’affiner la distribution de tailles des Si-nps. Nous avons déterminé les conditions d’élaboration optimales de ces super-réseaux permettant d’obtenir des Si-nps de tailles contrôlées compatibles avec le confinement quantique (<5nm). Finalement, des mesures de résistivité des couches NSRS ont été réalisées afin d‘apprécier les problèmes de transport de charges électriques dans les systèmes Si-nps/SiNx en vue de leur intégration dans les cellules photovoltaïques à multi-jonctionsSilicon nanoparticles (Si-nps) embedded in a silicon nitride matrix (SiNx) are promising for photovoltaic applications. These applications require tuning the optical properties of the films by managing the quantum confinement of the Sinps. This thesis work deals with the elaboration and characterization of silicon nanostructures embedded in silicon nitride. Thin films (»100nm) of silicon rich silicon nitride (SRSN) have been deposited by PECVD and subsequently annealed at 1100°C/30min to allow the nucleation of Si-nps. We show that the control of the silicon excess generates a large diversity of nanostructures including a high density (2x1012 cm-2) of amorphous Si-nps with an average size of 3nm, percolated crystalline nanostructures or nano-columnar crystalline arrangements. However, the large size distribution of Si-nps fathered by the single layer approach limits the control of the optical properties expected by quantum confinement in Si-nps. Then, we have investigated the formation and characterization of super-lattices composed of alternative layers of SRSN and SiO2 or Si3N4 ultrathin films. These stoichiometric layers have been used to limit the Si-nps growth in order to thin down the size distribution. We have identified the experimental parameters, namely the Si excess and the thickness of the SRSN, needed for the formation of Si-nps with size small enough to be compatible with quantum confinement. Finally resistivity experiments in the system Si-nps-Si3N4 have been conducted in order to identify the electrical transport problems that should be overcome for coming application as PV tandem cell for instance
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Ben, Dahou Dounia. "Nouveaux matériaux nanoporeux et bio-hybrides à base de nanoparticules minérales et/ou celllulosiques : relation structure/propriétés." Thesis, Lorient, 2015. http://www.theses.fr/2015LORIS363/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse à la préparation, par la technique de la lyophilisation, des aérogelsà base de celluloses et de charges minérales destinés à une utilisation potentielle dans le domainede l'isolation thermique. Le premier objectif de la thèse a été la caractérisation de différentescelluloses (cellulose (PBPD), nanocristaux (NCC) et nanofibrilles oxydées (NFCs)), les chargesminérales (principalement la zéolithe) et les différents aérogels résultants de différentescombinaisons des matériaux de départ utilisés. Nous avons utilisé pour la caractérisation desmatériaux de départ et des aérogels des techniques d'analyse telles que la diffraction des rayonsX (DRX), la BET, le MEB et le potentiel zêta. Nous avons également caractérisé les propriétésmécaniques des aérogels par des essais de compression et leurs propriétés de conductionthermique dans le régime non stationnaire par la technique du fil chaud. Il s’est avéré qu’unestructuration multi-échelles de ces différentes celluloses favorise la création de méso etnanoporosités au détriment de la macroporosité. Ceci favorise le confinement de l’air dans le bioaérogelpar effet de Knüdsen et améliore ses propriétés d’isolation thermique. D'autre part lesnanoparticules (organiques et inorganiques) permettent d'avoir des aérogels de très bonnespropriétés mécaniques. Le troisième objectif était d'essayer d'autres charges minérales (autres quela zéolithe) dans les différentes celluloses et d’explorer les propriétés morphologiques,structurales, thermiques et mécaniques. Cette étude a permis de montrer l'importance descaractéristiques morphologiques et géométriques des charges minérales dans le contrôle despropriétés physiques et mécaniques des aérogels bio-hybridesThis thesis focuses on the preparation, using freeze drying technique, of aerogels madefrom cellulose and mineral fillers intended for potential use in the field of thermal insulation. Thefirst goal of this thesis was the characterization of different cellulose (cellulose (PBPD)nanocrystals (NCC) and oxidized nanofibrils (NFCs)), the inorganic filler (mainly zeolite) and theresulting aerogels prepared by various combinations. We used for the characterization of thestarting materials and the aerogels analytical techniques such as x-ray diffraction (XRD), BET,SEM and the zeta potential. We also characterized the mechanical properties of the aerogels bycompression tests and their thermal conduction properties in the non-steady state by the hot wiretechnique. It has been found that multi-scale structure of these celluloses promotes the creation ofmeso and nanoporosities to the detriment of macroporosity. This promotes the confinement ofthe air in the bio-aerogel by Knudsen effect and improves their thermal insulation properties. Onthe other hand, the nanoparticles (organic and inorganic) allow the aerogels to have very goodmechanical properties. The third objective was to try other mineral fillers (other than the zeolite)in combination with the different cellulose and explore the morphological, structural, thermaland mechanical of the corresponding aerogels. This study has allowed showing the importance ofmorphological and geometrical characteristics of the mineral fillers in controlling physical andmechanical properties of the bio-hybrid aerogels
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Meziane, Lynda. "Nanomatériaux mono et bimétalliques à forte anisotropie magnétique." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066622/document.
Full textAbstract:
Les nanomatériaux magnétiques sont des matériaux prometteurs en raison de leurs applications potentielles dans l'enregistrement magnétique à haute densité. C’est dans ce contexte que nous avons développé la première synthèse mono-tope de nanocristaux (NCs) de cobalt de forme sphérique et de structure hexagonale-compact (hc), ferromagnétiques à température ambiante. La stratégie suivie est basée sur la simple combinaison de l’oléylamine et du précurseur organométallique de cobalt [CoCl(PPh3)3]. Nous avons mis évidence que la variation de la quantité de précurseur favorise le contrôle de la taille des NCs et obtenu des NCs sphériques de 9,2 nm, 7,8 nm et 2,5 nm de diamètre avec une faible polydispersité. De plus, la modification des temps de réaction a permis de contrôler la forme des NCs et de réaliser une transition de morphologie des sphères vers des nanobâtons hc. Ainsi, la variation d’autres paramètres, comme la quantité d’amine et la température, a conduit au mécanisme réactionnel se produisant lors de la formation de NCs de cobalt, mécanisme gouverné par la réaction de dismutation du précurseur Co(I). Ce protocole de synthèse monotope a ensuite été étendu à l’élaboration d’autres NCs mono et bimétalliques (platine, palladium et les alliages CoPt). En variant la quantité du précurseur [CoCl(PPh3)3], différentes morphologies de NCs de platine, de palladium et des nanoalliages de CO33Pt67 ont été obtenues. Par ailleurs, par recuit dirigé de nanoparticules de Co50Pt50 dans des nanopores d’une membrane d’alumine (Al2O3), des nanofils de CoPt équi-atomiques avec une forte anisotropie magnétique ont été élaborés. Pour cela, nous avons détourné le phénomène de coalescence des NCs lors de recuit haute températureMagnetic nanomaterials are promising materials due to their potential applications in high density magnetic recording. This is in this context that we have developed the first one-pot synthesis of spherical hcp cobalt nanocrystals (NCs), ferromagnetic at room temperature. The followed strategy is based on the simple combination of oleylamine and an organometallic cobalt precursor [CoCl(PPh3)3]. Thus, variation of the precursor amount has allowed to control the NCs size and to obtain spherical NCs of 9.2 nm, 7.8 nm and 2.5 nm in diameter with a low polydispersity. The change of reaction times has led to control of the NCs shape in order to get a morphology transition from spheres towards hcp nanorods. Subsequently, an experimental study based on the variation of several parameters, namely, the amine and the temperature, has highlighted a reaction mechanism of cobalt NCs formation, governed by the disproportionation reaction of the Co(I) precursor. The one-pot synthesis procedure was then extended to the development of other mono and bi-metal NCs (platinum, palladium and CoPt alloys). Then, by varying the amount [CoCl(PPh3)3].precursor, different morphologies of platinum NCs and palladium, and similarly, CO33Pt67 nanoalloys, have been obtained. Another strategy was followed to develop equi-atomic CoPt nanowires, with a high magnetic anisotropy, by annealing of Co50Pt50 nanoparticles in nanopores of alumina membrane (Al2O3). For this, we diverted the NCs coalescence during the annealing time
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Kawtharani, Farah. "Préparation de nanoparticules d’argent stabilisées dans des nanocristaux de zéolithe Beta : caractérisation de la photodynamique plasmonique ultrarapide et de la réactivité vis-à-vis du monoxyde de carbone." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10011.
Full textAbstract:
Des zéolithes de type BETA stabilisées sous forme de suspension colloïdale ont été fonctionalisées par la formation de nanoparticules d’argent confinées dans le volume microporeux. L’argent a été introduit dans la charpente zéolithique par échange ionique, puis les nanoparticules d’argent ont été formées par réduction chimique au moyen de la triéthyleamine. L’étude a portée sur deux types d’échantillons, 1Ag-BEA et 2AgBEA, se différentiant l’un de l’autre par le rapport Si:Al de la charpente zéolithique, égale à 12 et 8.5, respectivement. Un protocole pour la préparation de nanoparticules d’argent stables dans les zéolithes BETA a été établit. Les matériaux obtenus ont été caractérisés par ICP, diffraction X, thermogravimétrie, microscopie électronique à balayage et microscopie électronique à transmission (HRTEM). Les spectres d’absorption UV-Vis des suspensions colloidales, et les images HRTEM confirment la formation de nanoparticules d’argent de taille sub-nanométrique confinées dans les nanocristaux de zéolithe. La réponse plasmonique ultrarapide des suspensions colloïdales a été étudiée par spectroscopie d’absorption transitoire femtoseconde. Les spectres d’absorption transitoires ont été mesurés après excitation par une impulsion laser de 100 fs, à 400 nm. L’analyse des spectres d’absorptions a permis d’identifier les différentes étapes de la relaxation des électrons chauds formées par absorption de l’énergie lumineuse dans la bande de conduction. La dynamique du couplage électron-phonon a été étudiée, et analysée dans le cadre du modèle à deux températures (TTM). L’analyse des résultats montre qu’une partie importante de l’énergie initialement injectée ne relaxe pas vers le réseau de phonon de la nanoparticule. Finalement, la réactivité de ces matériaux vis-à-vis du monoxyde de carbone a été caractérisée par spectroscopie FT-IR in-situ. Ces mesures ont permis notamment de confirmer la dispersion des nanoparticules d’argent dans la matrice. Ce résultat est important en vue d’application de ces matériaux dans le domaine de la plasmonique chimiqueBEA-type zeolites stabilized in colloidal suspensions were functionalized with silver nanoparticles confined in their microporous volume. Silver was introduced into the zeolitic framework by ion-exchange. Silver nanoparticles were then formed via chemical reduction using triethylamine as a reducing agent. The study was performed on two samples: 1Ag-BEA and 2Ag-BEA, having different Si : Al ratio of 12 and 8.5, respectively. A protocol for the preparation of stabilized silver nanoparticles in BEA zeolite was established. The prepared silver-containing BEA suspensions were characterized by ICP, X-ray diffraction, thermogravimetry, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy (HRTEM). The UV-vis absorption spectra of the colloidal suspensions and the HRTEM pictures reveal the formation of ultra-small silver nanoparticles confined in the zeolite nanocrystals. The ultra-fast plasmonic response of the colloidal suspensions was investigated by using femtosecond transient absorption spectroscopy. The transient absorption spectra were recorded after excitation of the sample by 100 fs laser pulses at 400 nm inducing the formation of hot electrons in the conduction band. Assignment of the absorption spectra to the steps of hot electron relaxation was identified. The dynamics of electron-phonon coupling was analyzed in the frame of two-temperature model TTM. Results show that, a part of the energy initially injected inside the conduction band doesn’t relax to the phonons of silver nanoparticles. In addition, the reactivity of Ag-BEA to carbon monoxide was characterized by in-situ FTIR spectroscopy. These measurements were used to confirm the dispersion of silver nanoparticles in the matrix of BEA. The photoactivity and reactivity of Ag-BEA samples make them attractive for plasmonic chemistry applications
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Carrada, Marzia. "Manipulation de nanoparticules de Si elaborées par implantation ionique à basse énergie dans des couches minces de SiO2 pour la fabrication de mémoires MOS non volatiles." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30015.
Full text
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Zhang, Zhen. "Modification de la surface des nanocristaux de cellulose par estérification et polymérisation ATRP pour des applications avancées." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0653/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, la fonctionnalisation de surface de nanocristaux de cellulose (NCC) par estérification et polymérisation ATRP a été envisagée, dans le but de développer de nouveaux matériaux avancés. Une méthode pratique permettant de caractériser les polymères greffés en surface des NCC a d’abords été développée, à partir des analyses DLS, DSC et TGA. L’efficacité des méthodes SI-ATRP et SI-ARGET ATRP pour initier le greffage de polystyrène (PS) ou poly(4-vinylpyridine) (P4VP) à la surface des NCC a ensuite été comparée. Les nano-hybrides P4VP-g-NCC pH-responsifs, ont alors été utilisés pour stabiliser des nanoparticules d’or (AuNPs), dans le but de produire des catalyseurs recyclables. L’activité catalytique des matériaux Au@P4VP-g-CNC obtenus – testée avec la réduction du 4-nitrophenol – a été améliorée de manière significative par rapport aux AuNPs seuls. Des polymères UV-responsifs de poly(cinnamoyloxy ethyl methacrylate) (PCEM) ont également été greffés à la surface des NCC, pour produire des particules UV-absorbantes. Les nano-hybrides PCEM-g-CNC obtenus se sont avérés efficaces comme stabilisants UV/thermiques et agents de renforts dans les films PVC. Finalement, une méthode facile pour préparer des colloidosomes à partir d’émulsions de Pickering inverses stabilisées par des NCC modifiés par des groupes cinnamates a été proposée. Des colloidosomes aux parois robustes et permettant un relargage lent de molécules encapsulées comme la rhodamine B ou l’acide désoxyribonucléique fluorescent ont alors été obtenusIn this thesis, the surface functionalization of cellulose nanocrystals (CNC) by esterification and ATRP reactions was envisaged, with the objective to develop novel advanced materials. A convenient method to characterize the polymers grafted on CNC by Si-ATRP has been first developed, based on DLS, DSC and TGA analyses. The efficiency of the SI-ATRP and SI-ARGET ATRP methods to initiate the grating of polystyrene (PS) or poly(4-vinylpyridine) (P4VP) at the CNC surface were then compared. The pH-responsive P4VP-g-CNC nano-hybrids were subsequently utilized to stabilize gold nanoparticles (AuNPs), in view of producing recyclable catalysts. The catalytic activity of the Au@P4VP-g-CNC material – tested with the reduction of 4-nitrophenol – was significantly improved compared with single AuNPs. UV-responsive poly(cinnamoyloxy ethyl methacrylate) (PCEM) polymers were also grafted on CNC, to produce particles with UV absorbing properties. The PCEM-g-CNC nano-hybrids obtained turned out to be efficient UV/thermal stabilizers and reinforcing agents in PVC films. Finally, a facile method to prepare colloidosomes from w/o inverse Pickering emulsions stabilized by cinnamate-modified CNC was proposed. Colloidosomes with robust shells and allowing the slow release of encapsulated molecules such as rhodamine B or fluorescent deoxyribonucleic acid were then obtained
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Bouclé, Johann. "Elaboration et étude des propriétés électro-optiques de matériaux hybrides à base de nanocristaux de carbure de silicium." Phd thesis, Université du Maine, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007825.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'élaboration de matériaux hybrides à base de matrices hôtes polymères et de nanocristaux de carbure de silicium (SiC) et l'étude de leurs propriétés électro-optiques. Dans ce contexte, différents échantillons de SiC ont été synthétisés par pyrolyse laser d'un mélange gazeux (silane, acétylène) et deux nanopoudres représentatives ont principalement été exploitées. Les études spectroscopiques ont révélé des états de surface différents, conditionnant les interfaces au sein du composite final. Le dépôt de films minces hybrides a été effectué à partir de suspensions précurseurs homogènes de qualité contrôlée, suivi de traitements thermiques et électriques appropriés. Enfin, au travers de l'étude de différents paramètres (concentration en nanocristallites SiC, état de surface, nature du polymère, etc.), la mesure des coefficients électro-optiques effectifs (Pockels et Kerr), par l'utilisation d'un montage adapté à la géométrie des échantillons, a révélé le rôle prépondérant de l'interface SiC-polymère sur la réponse des composites. Avec des coefficients électro-optiques effectifs de l'ordre de 5 à 7 pm/V, ces composites présentent des performances comparables à celle des cristaux électro-optiques standards et permettent d'envisager une application du système hybride SiC/polymère pour l'optoélectronique intégrée.