Liquides ioniques magnétiques : une voie moléculaire vers des aimants liquides

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.