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Matériaux fonctionnels et fonctionnalisation de surfaces

Publié en novembre 2015

L’élaboration de nouveaux matériaux et l’étude de leurs propriétés physiques et chimiques constituent un domaine de recherche particulièrement actif, en lien avec les demandes sociétales et industrielles dans les technologies de la santé, de l’environnement et de l’information. La dynamique d’innovation dans ce domaine repose sur les avancées techniques réalisées dans l’élaboration et surtout la structuration des matériaux, sur la mise en évidence de propriétés nouvelles liées à des effets de taille (nanoparticules, par exemple) et sur la maîtrise de la fonctionnalisation de surfaces avec son corollaire, le contrôle de la stabilité de l’interface créée.

Cet aspect de fonctionnalisation de surfaces par des films minces organiques est absolument essentiel dans de nombreuses applications telles que les capteurs chimiques ou biochimiques, les dispositifs pour l’optoélectronique, la microélectronique, l’électronique moléculaire, la protection contre la corrosion et la « salissure » (packaging des puces microélectroniques, par exemple), la formation de films lubrifiants pour la micro- ou la nanomécanique, la formation de films biocompatibles résistants…

Le principe de base est extrêmement simple à comprendre : tout matériau interagit avec son environnement via sa surface et toutes les interactions avec cet environnement dépendent des propriétés surfaciques du matériau. Par conséquent, si l’on veut mettre à profit les phénomènes d’effets de surface, un contrôle fi n de la chimie de surface est nécessaire pour pouvoir réguler les interactions du matériau avec le milieu environnant sans toutefois modifier les propriétés de structure de ce matériau. Un même matériau peut alors présenter des propriétés de surface différentes en fonction de la façon dont il a été fonctionnalisé. Le fonctionnement, les performances et la durabilité des dispositifs intégrant ces matériaux fonctionnalisés sont conditionnés par la maîtrise de la fonctionnalisation de surface. Celle-ci requiert des connaissances et un savoir-faire relevant à la fois de la recherche fondamentale et des applications technologiques.

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