Présentation
Auteur(s)
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Fabrice SEVERAC : Docteur - Post-doctorant au LAAS-CNRS, Toulouse (France) - Actuellement Ingénieur de recherche à la Société Nanomade Concept
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Carole ROSSI : Docteur - Directeur de recherche au LAAS-CNRS, Toulouse (France)
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Aurélien BANCAUD : Docteur - Chargé de recherche au LAAS-CNRS, Toulouse (France)
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Alain ESTEVE : Docteur - Chargé de recherche au LAAS-CNRS, Toulouse (France)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article propose une revue des technologies ADN apparues il y a plus de trente ans aux États-Unis et explorées depuis comme technologie d’assemblage à l’échelle nanométrique d’objets divers à partir de brins d’ADN. Après une définition et la description des technologies ADN, nous présentons l’évolution et les découvertes clés dans ces technologies : de la fabrication de matériaux à ADN jusqu’à la réalisation de super-cristaux de nanoparticules. Enfin, une application récente pour le stockage d’énergie est détaillée.
Among the different bottom-up strategies for the nanoscale and 3D assembly of elementary building blocks composed of nanoparticles, nanotubes, biological molecules, and other organic objects, DNA technologies are among the most promising. In this article, we present an overview on a key developments and findings of these technologies, which were disclosed more than thirty years ago from the synthesis of real DNA materials to the completion of super-crystals by DNA-guided assembling of nanoparticles. A recent application for energy storage is detailed.
Nanotechnologies, Auto-assemblage, Énergie, Technologies ADN, Nanocomposites énergétiques
Nanotechnologies, Self-assembling, Energy, DNA technologies, Energetic nanocomposites
Points clés
Domaine : Nanotechnologies
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Auto-assemblage ADN, Nanoparticules
Domaines d’application : Énergie
Principaux acteurs français : CNRS
Autres acteurs dans le monde : Northwestern University, Center for Functional Nanomaterials, New York University
Contact : [email protected]
http://homepages.laas.fr/fseverac/
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3. Exemple pour le stockage d'énergie : nanocomposites énergétiques
3.1 Nanomatériaux énergétiques
Le lecteur pourra se référer à l’article [NM 5 050]. Les matériaux énergétiques de type thermite ont la propriété de libérer violemment de l'énergie, par transformation chimique, suivant un processus d’oxydo-réduction sous l’action d’un stimulus. Ils sont composés généralement de deux éléments, un combustible (typiquement Al) et un oxydant (oxyde métallique). Le système aluminium/oxyde de cuivre (Al/CuO) est parmi les plus intéressants, car il offre un fort potentiel énergétique et ces deux matériaux sont communément utilisés dans l’industrie de la microélectronique. La réaction d’oxydation exothermique de l’aluminium, au cours de laquelle le CuO vient apporter les atomes d’oxygène nécessaires, est décrite ci-dessous :
L’utilisation de matériaux énergétiques est largement répandue dans les domaines d’applications comme le spatial, le militaire, l’automobile et la sécurité civile. Au début des années 90, Carole Rossi a proposé de les intégrer sur des microsystèmes silicium pour la réalisation de micro-actionnements locaux dans des volumes extrêmement réduits (inférieurs au mm3), et présentant des forces relativement conséquentes (∼ 0,1 N). Ces applications microsystèmes sont beaucoup plus exigeantes pour ces matériaux, tant sur les performances énergétiques que sur la compatibilité technologique. Ainsi, les nanotechnologies ADN ouvrent des perspectives pour créer des matériaux ad hoc, très performants, tout en étant sécurisés et sans danger pour l’environnement et la santé. Dans ce contexte, les nanothermites...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - In International Technology Roadmap for Semiconductors Edition : http://www.itrs.net/ (2011).
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(2) - PHLIP (D.) - Supramolecular chemistry : Concepts and perspectives. By J.-M. Lehn, VCH, Weinheim 1995, x, 271 pp., softcover, DM 5 800, ISBN 3-527-2931 1-6 - Advanced Materials, 8(10) : p. 866-868 (1996).
-
(3) - LEHN (J.-M.) - Perspectives in Supramolecular Chemistry – From Molecular Recognition towards Molecular Information Processing and Self-Organization - Angewandte Chemie International Edition in English, 29(11) : p. 1304-1319 (1990).
-
(4) - LEHN (J.-M.) - Supramolecular Chemistry – Scope and Perspectives Molecules, Supermolecules, and Molecular Devices (Nobel Lecture) - Angewandte Chemie International Edition in English, 27(1) : p. 89-112 (1988).
-
(5) - MASTRANGELI (M.) et al - Self-assembly from milli- to nanoscales : methods and applications - J.Micromech. Microeng., 19(8) : p. 083001 (2009).
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