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Molécules-aimants

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Liquides ioniques magnétiques : une voie moléculaire vers des aimants liquides

Auteur(s) : Athanassios K. BOUDALIS, Philippe TUREK

Date de publication : 10 mai 2019

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RÉSUMÉ

Les propriétés magnétiques des matériaux sont exploitées dans de nombreuses applications : des plus classiques, composants électromécaniques, enregistrement magnétique, aux plus élaborées et futuristes, comme la réfrigération magnétique ou l'électronique de spin. Cet article introduit a notion de Liquide Ionique (LI) avec son extension aux composés incorporant des ions magnétiques (LIM). Une revue des LIM synthétisés à ce jour est présentée, avec leurs principales propriétés physicochimiques, suivie d'une présentation des applications existantes, avec quelques perspectives pour leur étude et utilisation futures.

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ABSTRACT

Magnetic Ionic Liquids : a molecular pathway to liquid magnets

The magnetic properties of materials are exploited in numerous applications: from the most usual, e.g. electromechanical components, magnetic recording, to the advanced and futuristic ones, such as magnetic refrigeration or spintronic. This article introduces the concept of Ionic Liquid (IL) with its extension to compounds incorporating magnetic ions (MILs). A review of the MILs synthesized to date is given, with their main physicochemical properties, followed by a presentation of existing applications, with few prospects for their future study and use.

Auteur(s)

Athanassios K. BOUDALIS : Boursier Marie Curie à l’Institut de chimie de Strasbourg, Institut de chimie de Strasbourg, Université de Strasbourg – CNRS UMR-7177, Strasbourg, France
Philippe TUREK : Professeur à l’Université de Strasbourg, Institut de chimie de Strasbourg, Université de Strasbourg – CNRS UMR-7177, Strasbourg, France

INTRODUCTION

La grande variété des matériaux magnétiques et de leurs domaines d’applications en fait la source d’une importante activité industrielle et économique. Celle-ci était estimée en 2015 à plus de 83 milliards d’euros à l’horizon 2020. Les domaines d’application les plus importants relèvent de la production et de la distribution du courant électrique, y compris pour les nouvelles sources d’énergie, comme l’éolien. Par ailleurs, la récente révolution des nanosciences et des nanotechnologies a promu des propriétés magnétiques originales observées pour des matériaux de dimension nanométrique, comme la magnétorésistance géante et la naissance de l’électronique de spin, qui ont révolutionné l’enregistrement magnétique (Albert Fert et Peter Grünberg, prix Nobel 2007). Bien que la plupart des domaines d’applications reposent sur l’utilisation de matériaux solides, comme les métaux de transition et de terres rares et leurs alliages, les céramiques oxydes, la préparation de solutions fluides de complexes paramagnétiques ou de suspensions de nanoparticules superparamagnétiques constitue un bon compromis entre forme physique et comportement magnétique dans certains cas. Dans une approche alternative, la chimie des nanoaimants moléculaires, croisée avec la chimie des liquides ioniques, constitue une voie vers des matériaux magnétiques moléculaires liquides et purs. Les possibilités qu’offre la chimie moléculaire de synthèse permettent en outre de moduler des paramètres essentiels pour les applications, comme par exemple la plage d’utilisation avec une ingénierie du point de fusion.

Cet article présente l’état de l’art pour de tels liquides ioniques magnétiques. Après un rappel visant principalement à situer les matériaux magnétiques moléculaires, les méthodes de synthèse, les propriétés physicochimiques, les applications présentes et à venir des liquides ioniques magnétiques sont décrites.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles et des symboles utilisés.

Points clés

Domaine : Matériaux plurifonctionnels

Degré de diffusion de la technologie : Émergence

Technologies impliquées : Extraction/séparation, catalyse, aimants et leurs applications

Contact : [email protected]

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MOTS-CLÉS

Liquides ioniques | nanoaimants moléculaires | liquidesmagnétiques

KEYWORDS

ionic liquids | molecular nanomagnets | magnetic liquids

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - LIVINGSTON (J.D.) - The history of permanent-magnet materials. - JOM, 42, p. 30 (1990).
(2) - PAPELL (S.S.) - Low viscosity magnetic fluid obtained by the colloidal suspension of magnetic particles. - US3215572A (1965).
(3) - SHERRY (A.D.), CARAVAN (P.), LENKINSKI (R.E.) - Primer on gadolinium chemistry. - J. Magn. Reson. Imaging, 30, p. 1240 (2009).
(4) - MILOSEVIC (I.), MOTTE (L.), MAZALEYRAT (F.) - Ferrofluides – Nanoparticules superparamagnétiques. - [N 4 590] (2011).
(5) - GATTESCHI (D.), SESSOLI (R.), VILLAIN (J.) - Molecular nanomagnets. - Oxford University Press, Oxford, New York (2006).
(6) - CANO (R.), MACKEY (K.), MCGLACKEN (G.P.) - Recent advances in manganese-catalysed C—H activation: scope and mechanism. - ...

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Iolitec https://iolitec.de

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Solvionic http://en.solvionic.com/

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1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)

Groupement de Recherche Liquides Ioniques et PolymèreS (LIPS) CNRS #3585 http://gdr-lips.cnrs.fr

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Liquides ioniques magnétiques : une voie moléculaire vers des aimants liquides

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