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Nanomatériaux luminescentsArticle de référence | Réf : NM2030 v2
Auteur(s) : Peter REISS, Frédéric CHANDEZON
Date de publication : 10 avr. 2015
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Nanocristaux colloïdaux pour l’optoélectroniqueCet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies (147 articles en ce moment)
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4.1 Fonctionnalisation des nanocristaux
La couche de ligands entourant les nanocristaux assure leur compatibilité avec le milieu environnant et leur stabilisation sous forme colloïdale : elle détermine ainsi leur « solubilité ». Les nanocristaux issus des synthèses en milieu aqueux (méthode A.1) sont hydrophiles. Ceux provenant des synthèses dans des solvants organiques (méthodes B.1 et B.2) sont hydrophobes. La chaîne externe des ligands détermine par ailleurs la réactivité chimique des nanocristaux. Les ligands issus des synthèses citées ci-dessus n’ont pas de fonctions chimiques permettant le greffage des nanocristaux à d’autres nano-objets (molécules, biomolécules, polymères, nanotubes…). Ils comportent le plus souvent des longues chaînes alkyls afin d’assurer la stabilité colloïdale par répulsion stérique. Ces molécules constituent alors une barrière isolante, empêchant un transfert efficace de charges entre nanocristaux et limitant le transport électrique. Il est donc nécessaire de modifier la couche de ligands pour obtenir les propriétés des nanocristaux adaptée à l’application envisagée : c’est la fonctionnalisation.
Un exemple important consiste à rendre hydrophiles les nanocristaux hydrophobes issus des synthèses B.1 et B.2 pour des applications de marquage fluorescent en biologie.
Plusieurs approches de fonctionnalisation sont actuellement développées.
Échange des ligands par d’autres ligands bifonctionnels X-Y-Z : X est la fonction d’ancrage à la surface du nanocristal, Y un bras espaceur (chaîne alkyl, aryl,…) et Z une fonctionnalité chimique. La fonction d’ancrage la plus courante pour les nanocristaux de semiconducteurs est la fonction thiol (− SH). Pour le groupement − Z, des fonctions courantes sont les fonctions carboxyle (− COOH) ou amine (− NH2) pour la dispersion en milieu aqueux et/ou le greffage, en particulier à des biolomolécules. Cette approche de fonctionnalisation est la plus directe et fut la première développée . Elle fournit une couche de fonctionnalisation compacte (typiquement un...
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(1) - PAUTRAT (J.-L.) - Demain le nanomonde : voyage au cœur du minuscule - Fayard (2002).
(2) - ALIVISATOS (A.P) - * - . – J. Phys. Chem. 100, 13226 (1996).
(3) - MURRAY (C.B.), KAGAN (C.R.), BAWENDI (M.G.) - * - . – Annu. Rev. Mater. Sci. 30, 545 (2000).
(4) - ROGACH (A.L.), TALAPIN (D.V.), SHEVCHENKO (E.V.), KORNOWSKI (A.), HAASE (M.), WELLER (H.) - * - . – Adv. Funct. Mater. 12, 653 (2002).
(5) - BRUS (L.E.) - * - . – J. Chem. Phys. 79, 5566 (1983).
(6) - BRUS (L.E.) - * - . – J. Chem. Phys. 80, 4403 (1984).
...
Conférence : « NaNaX – Nanoscience with Nanocrystals » a lieu tous les deux ans dans différents pays européens (années paires).
Conférence : « 30 years colloidal quantum dots » May 26-28, 2014, Paris.
( http://www.30-years-QDs.com).
HAUT DE PAGE2.1 Laboratoires – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Laboratoire d’Électronique moléculaire, organique et hybride, INAC-SPrAM (UMR 5819 CEA-CNRS-UJF), CEA Grenoble, 17, rue des Martyrs, 38054 Grenoble cedex 9
( http://inac.cea.fr/spram/NanoX/)
Laboratoire de physique et d’étude des matériaux (LPEM, UMR8213CNRS/UPMC/ESPCI), 10, rue Vauquelin, 75005 Paris
NanoBioPhotonics Group, Institut d’Électronique fondamentale, Université Paris-Sud (UMR 8622 – CNRS), 15, Rue Georges Clémenceau, 91405 ORSAY cedex
( http://www.nbp.ief.u-psud.fr/Website/HOME.html)
Physics and Chemistry of Nanostructures Group, Ghent University, Krijgslaan 281 building S3 (Campus Sterre),...
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