Rapport d'activité 2009 - Fondation Nanosciences

cours de laquelle les participants analysent les nouveaux résultats de la littérature ou ceux
obtenus par les groupes partenaires du projet. Un première retombée concrète est l'échange
d'échantillons entre l'Institut Néel, le LCMI et le LMGP. Ce dernier s'est engagé dans la
production de couches de graphène à partir de SiC à haute température, et il sera intéressant
de comparer les propriétés de ces matériaux à celles obtenues sous ultra vide à plus basse
température à l'Institut Néel.
Auto-assemblage.
L'auto-assemblage des nanomatériaux est aussi un des axes étudiés dans le RTRA. La
Fondation soutient le projet Cellulose Hybrid, qui rassemble la communauté des polymères et
celle des physiciens. L'auto assemblage de chaines copolymères dans des solvants spécifiques
se traduit par la formation de nanostructures qui présentent une grande variété de
morphologies : on observe la formation de micelles ou vésicules sphériques, elliptiques ou
cylindriques. Ce processus est déterminé par 2 phénomènes antagonistes: la répulsion
mutuelle de différents blocs qui tend à former des monodomaines de la plus grande taille
possible, afin de minimiser l'énergie libre du système, alors que la minimisation de l'entropie
du système impose la formation de monodomaines d'une taille minimale. L'incorporation d'un
bloc rigide dans le copolymère renforce cet antagonisme et se traduit par un changement de
forme de la nanoparticule.
Dans le cadre du projet Cellulose Hybrid, des systèmes originaux de copolymères à blocs ont
été synthétisés par chimie « clic » alliant un bloc naturel, le maltoheptaose (MAL), à un bloc
synthétique, le polystyrène. Lorsque la fraction de MAL atteint 18%, une organisation de
cylindres hexagonaux est obtenue avec un diamètre de 2.6 nm et un espacement de 11.8 nm.
En augmentant la fraction de MAL à 36%, l’espacement atteint 20.9 nm. Plus largement, ce
travail permettra d’établir un diagramme de phase pour ces nouveaux copolymères. Enfin ces
copolymères ont été fonctionnalisés et ils présentent des propriétés de photoluminescence
intéressantes pour des applications LEDs (brevet en cours).
Soulignons pour terminer que le groupe thématique Nanomatériaux de la Fondation a
organisé le 19 janvier 2009 une journée de prospective scientifique autour de "l'autoassemblage
2D et 3D" à laquelle ont été invités deux orateurs extérieurs, l'un de Bordeaux et
l'autre de Hamburg. Cet axe multidisciplinaire pourrait fédérer les chimistes, les biologistes et
les physiciens autour d’un objectif commun : comment auto-assembler de façon déterministe
la matière à différentes échelles allant de l’atome aux nano-objets en passant par la molécule.
Cette réunion a permis de faire un tour d'horizon des projets des laboratoires du RTRA dans
ce domaine, et d'évoquer différents axes de recherche possibles tels que le positionnement
déterministe d’un atome, le ciblage et la vectorisation de nano-objets. Un consensus s’est
dégagé autour de la réalisation d’une "surface intelligente" qui permettrait de positionner de
façon relative des nano-objets présentant différentes fonctions.
NANOCARACTERISATION ET NANOMETROLOGIE
La thématique transverse “Nanocaractérisation et nanométrologie” est animée par un comité
scientifique composé de 5 experts Grenoblois appartenant aux principaux instituts. Ce groupe
s'attache à développer la mission de la Fondation qui est de soutenir au sein des laboratoires
du RTRA les développements instrumentaux et méthodologiques qui permettront d'améliorer
la mesure des propriétés physiques (propriétés électroniques et optiques, transport,
magnétisme, ...), mécaniques, structurales (déformation, composition chimique, ...) des
matériaux à la l'échelle nanométrique. Ce groupe thématique soutient des projets scientifiques
spécifiques du domaine de la caractérisation et de la métrologie dans le cadre des appels à
projets de la Fondation, qu'il faut distinguer des demandes soumises par le groupe de travail
“Plateformes” qui sont destinées à l'équipement des plateformes mutualisées du RTRA, même
s'il est évident qu'il y a de fortes interactions entre les deux.
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