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1 - LES DIFFÉRENTES CLASSES DE NANOMATÉRIAUX LUMINESCENTS

2 - APPLICATIONS

3 - SÉCURITÉ – ENVIRONNEMENT – RÉGLEMENTATION

  • 3.1 - Rappel de la législation existante
  • 3.2 - Remarques et conseils circonstanciés selon la nature des nano-objets

4 - CONCLUSION

5 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : NM2025 v1

Nanomatériaux luminescents

Auteur(s) : Gilles LEDOUX, Bruno MASENELLI

Relu et validé le 29 janv. 2021

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Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article est d’abord consacré à la description des différentes classes de nanomatériaux luminescents, qu’il s’agisse de matériaux semi-conducteurs ou d’oxydes métalliques se présentant sous la forme de nanoparticules, de nanofils ou de monofeuillets atomiques. Quelques applications originales, novatrices ou prometteuses de ces nanomatériaux luminescents dans les domaines des technologies de la communication, de l’énergie et de la santé, sont ensuite présentées. Quelques rappels, remarques et conseils sont donnés enfin concernant la législation afférente à la dangerosité et à la manipulation de ces nouveaux matériaux.

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ABSTRACT

Luminescent nanomaterials

This article first describes the different kinds of luminescent nanomaterials, such as semiconducting materials or metal oxides in the form of nanoparticles, nanowires or atomic single layers. Some original, innovative or promising applications of these nanomaterials in the domains of communications technology, energy and healthcare are proposed in a second part. Lastly the legislation regarding the potential hazards and the handling of these new materials is given.

Auteur(s)

  • Gilles LEDOUX : Chargé de recherche CNRS - Institut Lumière Matière ILM UMR5306, université Lyon 1/CNRS, Villeurbanne, France

  • Bruno MASENELLI : Professeur des universités - Institut des nanotechnologies de Lyon, INL-INSA Lyon, Villeurbanne, France

INTRODUCTION

Les nanomatériaux luminescents sont intéressants à deux titres. Ils peuvent présenter des propriétés originales spécifiques à leur taille. Ils peuvent être aussi utilisés comme briques de base à la conception de matériaux macroscopiques complexes. Après plusieurs décennies d’études fondamentales, différentes classes d’objets se sont imposées. Il s’agit par exemple de matériaux à deux dimensions (monofeuillets atomiques) ou de nanoparticules à centre coloré unique, lesquelles sont apparues récemment et portent déjà des perspectives ambitieuses. De fait, si des études fondamentales sont toujours nécessaires et en cours, ces nanomatériaux luminescents entrent à présent dans une seconde phase qui vise à leur utilisation dans des domaines aussi variés que les technologies de l’information et de la communication (nanophotonique), l’énergie (photovoltaïque et photochimique) ou les technologies pour la santé. La première partie de cet article est consacrée à la description générale des processus de luminescence en faisant en particulier la différence entre les phénomènes de luminescence intrinsèque et extrinsèque. Vient ensuite la description des différentes classes de nanomatériaux luminescents existants. Un certain nombre de ces matériaux sont ensuite décrits plus spécifiquement, en particulier ceux qui n’ont pas déjà fait l’objet d’articles dans les Techniques de l’Ingénieur. Un dernier point de cette première partie est la présentation des phénomènes de transferts entre nanomatériaux luminescents qui permettent de faire « dialoguer » les systèmes. Enfin, les applications les plus originales ou prometteuses sont présentées dans la seconde partie de cet article. L’utilisation du « dialogue » entre nanomatériaux luminescents est illustrée au travers de systèmes de conversion photonique pour les applications photovoltaïques et la photocatalyse. Les atouts des nanomatériaux luminescents pour l’éclairage (écran) ou comme marqueur/traceurs et sondes sont enfin présentés.

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KEYWORDS

nanoparticles   |   luminescence   |   size effect on luminescence

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm2025


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LEDOUX (G.), GUILLOIS (O.), PORTERAT (D.), REYNAUD (C.), HUISKEN (F.), KOHN (B.), PAILLARD (V.) -   Photoluminescence properties of silicon nanocrystals as a function of their size.  -  Phys. Rev. B 62, 15942 (2000).

  • (2) - ÖZGÜR (Ü.), ALIVOV (Y.I.), LIU (C.), TEKE (A.), RESHCHIKOV (M.A.), DOĞAN (S.), AVRUTIN (V.), CHO (S.J.), MORKOÇ (H.) -   *  -  . – J. Appl. Phys., 98, 041301 (2005).

  • (3) - HINES (M.A.), SCHOLES (G.D.) -   Colloidal PbS Nanocrystals with Size-Tunable Near-Infrared Emission : Observation of Post-Synthesis Self-Narrowing of the Particle Size Distribution.  -  Adv. Mat. 15, 1844 (2003).

  • (4) - GROSSIORD (C.), VARLOT (K.), MARTIN (J.-M.), LE MOGNE (TH.), ESNOUF (C.), INOUE (K.) -   MoS2 single sheet lubrication by molybdenum dithiocarbamate.  -  Tribology International 31, 737 (1998).

  • (5) - AMANI (M.) et al -   Near-unity Photoluminescence Quantum Yield in MoS2 .  -  Science 350, 1065 (2015).

  • ...

1 Sites Internet

Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS) :

http://www.inrs.fr/risques/nanomateriaux/reglementation.html, consulté le 07/11/2015

European Chemicals Agency (ECHA) : http://echa.europa.eu/fr/regulations/nanomaterials, consulté le 07/11/2015

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2 Réglementation

Articles L. 523-1 à L. 523-3 du Code de l’environnement.

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