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RÉSUMÉ
Le terme de nanoparticule est associé autant aux particules de taille nanométrique, comme le nom l’indique, qu’aux particules dont la taille est égale jusqu’à parfois des centaines de nanomètres. Les nanoparticules sont ainsi des colloïdes de petite taille. Elles possèdent des paramètres d'échelle, de structure et de stabilité (électrostatique et stérique)qui leur sont bien spéficiques . De même, leurs propriétés optiques comme la diffusion de la lumière ou encore les matériaux à bandes interdites sont étonnantes, jusqu'à leur procédé de fabrication.
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Jean-Marc DI MEGLIO
INTRODUCTION
Les nanoparticules devraient, comme leur nom le suggérerait, être des particules de taille nanométrique. Bien souvent, et peut-être par effet de l'engouement actuel pour les nanotechnologies, on appelle aussi nanoparticules des particules dont la taille est égale à des dizaines, voire des centaines de nanomètres. Les nanoparticules sont des colloïdes de petite taille.
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2. Pourquoi faire petit ?
Richard Feynman, prix Nobel de physique en 1965 pour ses travaux sur l'électrodynamique quantique, annonça de manière visionnaire dans un article fameux There's plenty of room at the bottom le développement ultérieur des nanosciences et l'intérêt des petites échelles : stockage de l'information, physique inspirée par le monde merveilleux de la biologie. Feynman soulignait déjà dans cet article les problèmes liés aux interactions de Van der Waals qui deviennent dominantes à l'échelle moléculaire et la difficulté de la lubrification à ces petites échelles. Les physico-chimistes des colloïdes étudiaient, quant à eux, depuis bien plus longtemps les échelles submicroniques des dispersions et des systèmes auto-organisés pour obtenir ainsi :
-
des systèmes de grande surface spécifique ;
-
des systèmes compartimentés pour le transport d'espèces insolubles et qui peuvent également constituer des microréacteurs chimiques originaux ;
-
des dispersions qui diffusent la lumière ;
-
des systèmes organisés et microstructurés qui diffractent la lumière ;
-
des systèmes où on peut exploiter efficacement les phénomènes diffusifs sans contrainte de temps de diffusion prohibitif.
2.1 Échelle colloïdale
Les premiers colloïdes préparés furent certainement les dispersions de pigments utilisés dans les peintures. Ainsi, le premier pigment de synthèse, le bleu égyptien (un silicate double de calcium et de cuivre utilisé il y a plus de 45 siècles) devait être broyé pour pouvoir ensuite recouvrir le substrat sur lequel il était appliqué. Le broyage permet d'augmenter le pouvoir couvrant d'une substance.
on a représenté sur la figure 3 l'effet de la réduction en taille d'une sphère sur le pouvoir couvrant, c'est-à-dire en fait sur la surface totale du pigment, en fonction du nombre n de fragments, sphériques, en conservant le volume (et donc...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GRAHAM (T.) - Liquid diffusion applied to analysis. - Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 151, 183-224 (1861).
-
(2) - DI MEGLIO (J.-M.) - Les États de la Matière. De la molécule au matériau. - Masson Sciences – Dunod (2001).
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(3) - DI MEGLIO (J.-M.) - La matière molle. - Physique Chimie, A 1 195. Techniques de l'Ingénieur (1994).
-
(4) - FARADAY (M.) - Experimental relations of gold (and other metals) to light. - Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 147, 145-181 (1857).
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(5) - TURKEVICH (J.), STEVENSON (P.C.), HILLIER (J.) - A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold. - Discussions of the Faraday Society, 11, 55-75 (1951).
-
(6) - LIU (Y.), TSAPIS (N.), EDWARDS (D.A.) - Investigating sustained-release nanoparticles...
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