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Article

1 - CONTEXTE

2 - EXEMPLES D’ARCHITECTURES MONOLITHIQUES TRIDIMENSIONNELLES À POROSITÉ HIÉRARCHISÉE

3 - EXEMPLES DE MORPHOSYNTHÈSES CHIMIQUES EN FLUX COAXIAUX

4 - EXEMPLES D'OBJETS NANOMÉTRIQUES À ARCHITECTURES COMPLEXES

5 - CONCLUSION

6 - RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Article de référence | Réf : RE105 v1

Exemples d'objets nanométriques à architectures complexes
Chimie intégrative : interdisciplinarité en sciences chimiques

Auteur(s) : Rénal BACKOV

Relu et validé le 14 mars 2018

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RÉSUMÉ

Le concept de chimie intégrative est basé sur le formidable potentiel de modes de construction permettant de combiner de manière rationnelle formes et fonctionnalités d’architectures complexes de molécules. Cette science se veut interdisciplinaire par nature, puisqu’elle associe synthèse chimique, physico-chimie des fluides complexes, physique et biologique. Cet article débute par la présentation de quelques exemples précis de composés complexes élaborés, couvrant des domaines aussi variés que l’optique, les senseurs ou les procédés de séparations de phases. Sont présentées ensuite les propriétés obtenues grâce à cette approche transverse avant d’évoquer les perspectives d’avenir. La chimie intégrative peut être définie comme une « boîte à outils » contenant les instruments nécessaires à la réalisation d'édifices complexes aux propriétés préétablies.

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ABSTRACT

Integrative chemistry: interdisciplinarity in chemical sciences

The concept of integrative chemistry is based upon the tremendous potential of construction modes allowing for the rational combination of forms and functionalities of complex architectures of molecules. This science is interdisciplinary by nature as it associates chemical synthesis, physico-chemistry of complex fluids, physics and biology. This article starts with the presentation of certain precise examples of elaborated complex compounds, covering domains as large as optics, sensors or phase-separation processes. It then proceeds to presenting the properties obtained via this transversal approach before outlining future prospects. Integrative chemistry can be defined as a "tool-box" containing the necessary elements for the construction of complex architectures with pre-established properties.

Auteur(s)

INTRODUCTION

Le concept de chimie intégrative, où la fonction finale du composé induit les modes de compétences nécessaires pour l’atteindre, ouvre la voie d’une démarche rationnelle de design d’architectures fonctionnelles innovantes, fonctions allant de la catalyse, à l’optique en passant par les senseurs ou les procédés de séparations de phases, etc.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re105

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4. Exemples d'objets nanométriques à architectures complexes

Les modes de synthèse mentionnés dans ce dossier ne sont pas dédiés exclusivement à la réalisation de monolithes, mais peuvent également être utilisés pour texturer des objets nanométriques et c'est que nous allons voir dans les paragraphes suivants.

4.1 Vésicules phospholopidiques multiparois et nanofonctionnalisation

Une mésophase lyotrope lamellaire phospholipidique/lipidique concentrée génère, sous cisaillement, des vésicules multilamellaires concentrées, appelées aussi « phases onions » . Ces objets complexes néoformés peuvent être utilisés comme nanoréacteurs en y associant, par exemple, des nucléations hétérogènes de nanoparticules métalliques . Dans cette configuration, trois formulations à base de dipalmito-phosphatidylcholine(DPPC)-simulsol, (DPPC)-monooléine et (DPPC)-génamine ont été utilisées. Dans les trois cas, on hydrate les tensioactifs avec une solution à 10-3 M de tétrachloro-aurate(III) de potassium KAuCl4. Dans une seconde étape, la phase lamellaire est cisaillée manuellement donnant alors des textures vésiculaires mutilamellaires concentrées. Dans le cas du système à base de phosphatidylcholine et de simulsol, l'insertion du complexe entraîne une augmentation de la distance entre les bicouches lipidiques de 10 Å, le pas smectique passant de 55 Å à 66 Å ; avec un changement de couleur du jaunâtre vers le rouge rubis (figure 9a encastrée). Les spectres d'UV-visible mettent en évidence une diminution de la bande de transfert de charge associée à la consommation du complexe AuCl4 et l'augmentation d'une bande plasmon centrée à 530 nm caractéristique de la formation de nanoparticules d'or non agrégées au degré d'oxydation zéro (figure 9a).

XPS : X-ray photoelectron spectroscopy

Le caractère métallique des nanoobjets synthétisés a été démontré directement par émission de photo-électrons X (XPS). Les valeur des bandes d'émission X des énergies associées aux électrons 4f5/2 et 4f7/2 respectivement à 87,9 eV et 84,1 eV sont caractéristiques de la présence d'or métallique. Ces pics...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DUJARDIN (E.), MANN (S.) -   Bio-inspired materials chemistry  -  Adv. Mater. 2002, 14, p. 775.

  • (2) - SANCHEZ (C.), ARRIBART (H.), GIRAUD-GUILLE (M.M.) -   Biomimetism and bioinspiration as tools for the design of innovative materials and systems  -  Nature Materials, 2005, 4, p. 277.

  • (3) - LEHN (J.-M.) -   Supramolecular chemistry : Concepts and perspectives  -  Wiley VCH, 1995.

  • (4) - LIVAGE (J.) -   Vers une chimie écologique : Quand l'air et le feu remplacent le pétrole  -  Journal Le Monde, 26 octobre 1977.

  • (5) - CORRIU (R.) -   Chimie douce : wide perspectives for molecular chemistry. A challenge for chemists : control of the organisation of matter  -  New J. Chem., 2001, 25, p. 2.

  • (6) - RIBOT (F.), SANCHEZ (C.) -   Design of hybrid organic-inorganic materials synthesized via sol-gel chemistry  -  New...

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