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Elaboration par voie chimique Les réactions en phase vapeur : Les matériaux pré

Elaboration par voie chimique Les réactions en phase vapeur : Les matériaux précurseurs vaporisés sont introduits dans un réacteur CVD (Chemical Vapor Deposition) dans lequel les molécules de précurseurs sont adsorbées à la surface d’un substrat maintenu à une température adaptée. Les molécules adsorbées sont soit décomposées thermiquement, soit elles réagissent avec d’autres gaz ou vapeurs pour former un film solide sur le substrat. Cette technique est utilisée pour l’élaboration de certains nanomatériaux tels que les céramiques, les nanotubes de carbone, le diamant. Les réactions en milieu liquide : Sont le plus souvent effectuées à partir d’une solution aqueuse ou organique contenant les réactants. La précipitation des nanoparticules est obtenue par une modification des conditions de l’équilibre physico-chimique. la co-précipitation chimique, technique facile à mettre en œuvre et la plus utilisée pour des productions industrielles à fort volume de matériaux de base bon marché, · l’hydrolyse permettant de produire des particules fines, sphériques avec une pureté chimique améliorée, une meilleure homogénéité chimique et un contrôle de la taille des particules Les techniques sol-gel : Elles permettent de produire des nanomatériaux à partir de solutions d’alkoxydes ou de solutions colloïdales. Elles sont basées sur des réactions de polymérisation inorganiques. L’intérêt du procédé sol-gel réside dans la possibilité de contrôler l’homogénéité et la nanostructure au cours des premières étapes de fabrication. Cette technique permet la production de pièces massives mais aussi de dépôts superficiels sur des plaques ou des fibres. Elle est également utilisée pour la production de composites fibreux. Elaboration par méthode mécanique Compactage à froid : Opération qui peut s’effectuer soit par pressage à sec, soit, dans les cas difficiles, par addition d’un lubrifiant ou par pressage humide. Le compactage humide est bien adapté aux céramiques et surtout aux oxydes. Avantage du compactage humide : gain considérable sur la température ou le temps de frittage. Frittage : opération qui permet, par diffusion atomique à chaud, d’établir des ponts de matière entre les grains et ensuite de réduire la porosité. ·par Compression Isostatique à Chaud (CIC): on réalise ainsi les deux opérations ci-dessus en une seule étape. L’enjeu le plus important pour les procédés de frittage des nanomatériaux est d’éviter la croissance des grains pendant la densification. propriétés des nanomatériaux Propriétés catalytiques : Les nanoparticules métalliques émergent actuellement comme une nouvelle classe de catalyseurs du fait de leurs propriétés différentes des complexes mono- ou polynucléaires typiquement rencontrés dans la catalyse homogène, mais également différentes des surfaces métalliques. Propriétés mécaniques L’effet de la nanostructure se traduit par un phénomène de superplasticité. L’exemple ci-dessous présente un allongement extrêmement important (de plus de 5.000 %) pour un matériau de cuivre nanocristallin obtenu par laminage à froid. Propriétés optiques : Les nanoparticules ont des dimensions inférieures aux longueurs d’onde de la lumière visible (380 – 780 nm), ce qui permet d’améliorer les propriétés optiques du matériau. En général, la couleur d’un objet est la même, qu’il soit gros ou petit, ce n’est plus le cas à l’échelle nanométrique. Certaines nanoparticules, éclairées de façon adéquate (lumière ultraviolette) apparaissent sous des couleurs différentes, selon leur taille. C’est un effet quantique observable uniquement pour les tailles nanométriques. Propriétés électriques L'alumine est un très bon isolant électrique, avec une rigidité diélectrique de 35 kV·mm-1 et une résistivité de 1012 Ω·m à 20 °C (tombant à 107 Ω·m à 1 000 °C La conductivité électrique atteint 3345 S/m pour un ajout de 15 % vol. de nanotubes de carbone de type monofeuillet dans une matrice d’alumine. Le carbone C60 La molécule C60 présente donc 32 facettes, 60 sommets et 90 arêtes d'une longueur de 0,14 nm (longueur de la liaison carbone-carbone), formant ainsi une sphère d'un diamètre de 0,7 nm. Tous les sommets sont communs à deux hexagones et à un pentagone et donc équivalents. Le graphène Le graphène est une forme allotropique cristalline du carbone et constitue l'élément structurel de base d’autres formes allotropiques, comme le graphite, les nanotubes de carbone (forme cylindrique) et les fullerènes (forme sphérique). Ce matériau possède le record de conductivité thermique : jusqu'à 5 300 W m−1 K−1 ; il est plus conducteur que le silicium. Le graphéne est200 fois plus solide que l'acier tout en restant flexible, Ses perspectives applicatives sont excellentes et vont des écrans tactiles, au papier graphène plus dur que le diamant ,… Les nanotubes de carbone Les nanotubes de carbone constituent une nouvelle forme de molécules de carbone. Enroulés dans un réseau hexagonal d’atomes de carbone, ces cylindres creux peuvent avoir des diamètres aussi petits que 0,7 nm et atteindre plusieurs millimètres de longueur (Hett, 2004). Chaque bout peut être ouvert ou fermé par une demi- molécule de fullerène. Les effets potentiels des nanomatériaux sur la santé L’appareil respiratoire constitue la voie principale de pénétration des nano- objets dans l’organisme humain. Ils peuvent également se retrouver dans le système gastro-intestinal après avoir été ingérés ou après déglutition lorsqu’ils ont été inhalés. La pénétration à travers la peau des nano-objets est une hypothèse encore à l’étude. Les effets sur l’environnement uploads/s3/ nano.pdf