Modification de surfaces électrochimiques par des nanoparticules d'or pour la détection de molécules impliquées dans le stress oxydant / Gotti, Guillaume  

Public ISBD Titre : Modification de surfaces électrochimiques par des nanoparticules d'or pour la détection de molécules impliquées dans le stress oxydant Titre original : Electrochimical surface modification by gold nanoparticles for the monitoring of molecules involved in oxidative stress Type de document : texte imprimé Auteurs : Gotti, Guillaume, Auteur ; Gros, Pierre, Directeur de thèse ; Fajerwerg, Katia, Directeur de thèse Année de publication : 2013 Langues : Français (fre) Tags : NANOPARTICULES D’OR  CAPTEUR  ÉLECTRODÉPÔT  STRESS OXYDANT  MODIFICATION DE SURFACE GOLD NANOPARTICLES  SENSOR  ELECTRODEPOT  OXIDATING STRESS  SURFACE MODIFICATION Résumé : "Le stress oxydant est un phénomène biologique résultant d'un déséquilibre entre des espèces pro- et antioxydantes qui peut être impliqué dans les premiers stades de nombreuses pathologies telles que le cancer ou encore des maladies neurodégénératives. La détection des molécules impliquées dans le stress oxydant est donc un enjeu majeur en termes de santé publique. De par sa simplicité, sa rapidité et son faible coût, l'électrochimie représente une méthode de choix pour la détection du dioxygène dissous et du peroxyde d'hydrogène, deux précurseurs d'espèces délétères plus réactives en milieu biologique. Dans ce travail, une étude du comportement électrochimique de O2 et H2O2 en milieu neutre a été réalisée par voltammétries cyclique et à l'état stationnaire, tout d'abord sur des matériaux massifs non modifiés (or et carbone vitreux). Afin de servir de référence et combler une lacune de la bibliographie, les coefficients de transfert de charge ont été déterminés pour la réduction de O2 et pour l'oxydation de H2O2 en utilisant la méthode de Tafel et celle de Koutecky-Levich, puis comparés à ceux obtenus en milieux acide et basique. Dans une deuxième partie, des électrodes de carbone vitreux fonctionnalisées par des nanoparticules d'or ont été préparées selon deux voies : l'électrodépôt direct à partir d'un précurseur d'or et le dépôt par adsorption d'une solution colloïdale d'or synthétisée en milieu aqueux. Afin de montrer les propriétés électrocatalytiques des nanoparticules d'or, les coefficients de transfert de charge ont été déterminés pour la réduction de O2 et pour l'oxydation de H2O2 et comparés à ceux obtenus sur matériaux massifs. À partir des différents matériaux utilisés, des étalonnages séparés ont été réalisés pour les deux molécules cibles, puis une détection simultanée a été envisagée par voltammétrie cyclique afin de réaliser une preuve de concept pour un futur capteur." "Oxidative stress is a biological phenomenon resulting from an imbalance between oxidant and antioxidant species which can be involved in the early stages of many pathologies such as cancer or neurodegenerative diseases. The detection of molecules involved in the oxidative stress is a major issue in terms of public health. Due to its simplicity, fast-response time and low cost, electrochemistry is a method of interest for the detection of dissolved oxygen and hydrogen peroxide, two precursors of more deleterious reactive species in a biological medium. In this work a study of the electrochemical behavior of O2 and H2O2 under neutral conditions was performed by cyclic and steady-state voltammetries, first on bulk unmodified materials (glassy carbon and gold). In order to be further used as a reference and fill a lack in the literature, the charge transfer coefficients were determined for O2 reduction and H2O2 oxidation using Tafel and Koutecky-Levich methods and were compared to those obtained in acidic and basic media. In a second part, gold nanoparticles functionalized glassy carbon electrodes were prepared by two ways: direct electrodeposition from a gold precursor and deposition by adsorption of colloidal gold solution synthesized in aqueous medium. To demonstrate the electrocatalytic properties of those gold nanoparticles, the charge transfer coefficients were determined for O2 reduction and H2O2 oxidation and compared with those obtained on bulk materials. From the different materials used, separate calibrations were made for the two target molecules, and then a simultaneous detection was proposed by cyclic voltammetry to achieve the proof of concept for future sensor." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 22/11/2013 Ecole_doctorale : Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés (MEGeP) Domaine : Génie des Procédés et de l'Environnement En ligne : https://theses.fr/2013TOU30242 Modification de surfaces électrochimiques par des nanoparticules d'or pour la détection de molécules impliquées dans le stress oxydant = Electrochimical surface modification by gold nanoparticles for the monitoring of molecules involved in oxidative stress [texte imprimé] / Gotti, Guillaume, Auteur ; Gros, Pierre, Directeur de thèse ; Fajerwerg, Katia, Directeur de thèse . - 2013. Langues : Français (fre) Tags : NANOPARTICULES D’OR  CAPTEUR  ÉLECTRODÉPÔT  STRESS OXYDANT  MODIFICATION DE SURFACE GOLD NANOPARTICLES  SENSOR  ELECTRODEPOT  OXIDATING STRESS  SURFACE MODIFICATION Résumé : "Le stress oxydant est un phénomène biologique résultant d'un déséquilibre entre des espèces pro- et antioxydantes qui peut être impliqué dans les premiers stades de nombreuses pathologies telles que le cancer ou encore des maladies neurodégénératives. La détection des molécules impliquées dans le stress oxydant est donc un enjeu majeur en termes de santé publique. De par sa simplicité, sa rapidité et son faible coût, l'électrochimie représente une méthode de choix pour la détection du dioxygène dissous et du peroxyde d'hydrogène, deux précurseurs d'espèces délétères plus réactives en milieu biologique. Dans ce travail, une étude du comportement électrochimique de O2 et H2O2 en milieu neutre a été réalisée par voltammétries cyclique et à l'état stationnaire, tout d'abord sur des matériaux massifs non modifiés (or et carbone vitreux). Afin de servir de référence et combler une lacune de la bibliographie, les coefficients de transfert de charge ont été déterminés pour la réduction de O2 et pour l'oxydation de H2O2 en utilisant la méthode de Tafel et celle de Koutecky-Levich, puis comparés à ceux obtenus en milieux acide et basique. Dans une deuxième partie, des électrodes de carbone vitreux fonctionnalisées par des nanoparticules d'or ont été préparées selon deux voies : l'électrodépôt direct à partir d'un précurseur d'or et le dépôt par adsorption d'une solution colloïdale d'or synthétisée en milieu aqueux. Afin de montrer les propriétés électrocatalytiques des nanoparticules d'or, les coefficients de transfert de charge ont été déterminés pour la réduction de O2 et pour l'oxydation de H2O2 et comparés à ceux obtenus sur matériaux massifs. À partir des différents matériaux utilisés, des étalonnages séparés ont été réalisés pour les deux molécules cibles, puis une détection simultanée a été envisagée par voltammétrie cyclique afin de réaliser une preuve de concept pour un futur capteur." "Oxidative stress is a biological phenomenon resulting from an imbalance between oxidant and antioxidant species which can be involved in the early stages of many pathologies such as cancer or neurodegenerative diseases. The detection of molecules involved in the oxidative stress is a major issue in terms of public health. Due to its simplicity, fast-response time and low cost, electrochemistry is a method of interest for the detection of dissolved oxygen and hydrogen peroxide, two precursors of more deleterious reactive species in a biological medium. In this work a study of the electrochemical behavior of O2 and H2O2 under neutral conditions was performed by cyclic and steady-state voltammetries, first on bulk unmodified materials (glassy carbon and gold). In order to be further used as a reference and fill a lack in the literature, the charge transfer coefficients were determined for O2 reduction and H2O2 oxidation using Tafel and Koutecky-Levich methods and were compared to those obtained in acidic and basic media. In a second part, gold nanoparticles functionalized glassy carbon electrodes were prepared by two ways: direct electrodeposition from a gold precursor and deposition by adsorption of colloidal gold solution synthesized in aqueous medium. To demonstrate the electrocatalytic properties of those gold nanoparticles, the charge transfer coefficients were determined for O2 reduction and H2O2 oxidation and compared with those obtained on bulk materials. From the different materials used, separate calibrations were made for the two target molecules, and then a simultaneous detection was proposed by cyclic voltammetry to achieve the proof of concept for future sensor." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 22/11/2013 Ecole_doctorale : Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés (MEGeP) Domaine : Génie des Procédés et de l'Environnement En ligne : https://theses.fr/2013TOU30242

De la molécule au dispositif : utilisation de complexes métalorganiques pour la décoration de couches minces carbonées par des nanoparticules d'argent et application à l'analyse électrochimique / Puyo, Maxime  

Public ISBD Titre : De la molécule au dispositif : utilisation de complexes métalorganiques pour la décoration de couches minces carbonées par des nanoparticules d'argent et application à l'analyse électrochimique Titre original : From molecule to device : use of metalorganic complexes for amorphous carbon thin layer decoration by silver nanoparticles and application in electrochemical analysis Type de document : texte imprimé Auteurs : Puyo, Maxime, Auteur ; Kahn, Myrtil, Directeur de thèse ; Fajerwerg, Katia, Directeur de thèse Année de publication : 2019 Langues : Français (fre) Tags : 4-NITROPHENOL  ÉLECTRODES COMPOSITES  SUBSTRATS CARBONES EN COUCHE MINCE  NANOPARTICULES D'ARGENT  CHIMIE ORGANOMÉTALLIQUE SILVER NANOPARTICLES  COMPOSITE ELECTRODES  CARBON THIN LAYER SUBSTRATES  ORGANOMETALLIC CHEMISTRY Résumé : "Le 4-nitrophénol est un composé couramment utilisé comme polluant modèle en raison de sa structure chimique, proche de celle de plusieurs polluants de l'eau. Molécule électroactive, il permet ainsi de comparer les performances de détecteurs dont les plus performants reposent sur l'utilisation électrodes exploitant les propriétés de divers nano-objets. Parmi ces nano-objets, les nanoparticules d'argent sont peu utilisées malgré leurs propriétés catalytiques, reconnues, vis-à-vis de la réduction chimique du 4-nitrophénol. Nous avons donc cherché à réaliser une électrode composite à base de nanoparticules d'argent via une approche métalorganique originale. Cette approche a demandé le développement et l'étude de deux briques de départ : les complexes métalorganiques, précurseurs des nanoparticules d'argent, et une électrode carbonée facilement modulable. L'étude de chacune de ces briques de départ a permis de mieux les connaître et donc de mieux comprendre les mécanismes présidant la réalisation des électrodes composites lors de leur association. Grâce à cette compréhension des phénomènes mis en jeu et à la maîtrise des paramètres expérimentaux, plusieurs électrodes composites ont pu être préparées de manière répétable, chacune présentant des nanoparticules d'argent organisées de manière particulière. Ces électrodes ont été testées pour l'analyse électrochimique du 4-nitrophénol, permettant la corrélation entre organisation des nanoparticules d'argent et comportement électrochimique de la molécule cible. Cette étude a permis la mise en évidence de plusieurs pistes pour l'optimisation de la détection et la validation de l'approche métalorganique pour la préparation de détecteurs miniaturisés." "4-nitrophenol is commonly used as a model pollutant since its chemical structure is similar to several water pollutants. 4-nitrophenol is electroactive, thus it is used to benchmark sensing devices of which the best take advantage of various nano-objects properties. Among these nano-objects, silver nanoparticles are scarcely used despite their known catalytic properties for the chemical reduction of 4-nitrophenol. We tried to create a silver-nanoparticles-based composite electrode using an original metalorganic approach. This approach has required the development and the study of two starting materials: metalorganic complexes, used as silver nanoparticles precursors, and an easily-tuned carbon electrode. The study of these materials gave us an insight into their properties and the mechanism leading to the final composite electrode. Thanks to this insight and the understanding of the main experimental factors, various silver-nanoparticles-based electrodes have been obtained, presenting different structures of silver nanoparticles. The as-obtained electrodes have been tested for the electrochemical analysis of 4-nitrophenol, bringing to light correlations between the silver nanoparticles structuration and the electrochemical behavior of the 4-nitrophenol. This study has highlighted several leads to improve detection performances. Above all, it has proved that our metalorganic approach was promising for the preparation of miniaturized sensing devices." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 05/11/2019 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Organométallique et de Coordination Localisation : LCC En ligne : https://theses.hal.science/tel-02974902 De la molécule au dispositif : utilisation de complexes métalorganiques pour la décoration de couches minces carbonées par des nanoparticules d'argent et application à l'analyse électrochimique = From molecule to device : use of metalorganic complexes for amorphous carbon thin layer decoration by silver nanoparticles and application in electrochemical analysis [texte imprimé] / Puyo, Maxime, Auteur ; Kahn, Myrtil, Directeur de thèse ; Fajerwerg, Katia, Directeur de thèse . - 2019. Langues : Français (fre) Tags : 4-NITROPHENOL  ÉLECTRODES COMPOSITES  SUBSTRATS CARBONES EN COUCHE MINCE  NANOPARTICULES D'ARGENT  CHIMIE ORGANOMÉTALLIQUE SILVER NANOPARTICLES  COMPOSITE ELECTRODES  CARBON THIN LAYER SUBSTRATES  ORGANOMETALLIC CHEMISTRY Résumé : "Le 4-nitrophénol est un composé couramment utilisé comme polluant modèle en raison de sa structure chimique, proche de celle de plusieurs polluants de l'eau. Molécule électroactive, il permet ainsi de comparer les performances de détecteurs dont les plus performants reposent sur l'utilisation électrodes exploitant les propriétés de divers nano-objets. Parmi ces nano-objets, les nanoparticules d'argent sont peu utilisées malgré leurs propriétés catalytiques, reconnues, vis-à-vis de la réduction chimique du 4-nitrophénol. Nous avons donc cherché à réaliser une électrode composite à base de nanoparticules d'argent via une approche métalorganique originale. Cette approche a demandé le développement et l'étude de deux briques de départ : les complexes métalorganiques, précurseurs des nanoparticules d'argent, et une électrode carbonée facilement modulable. L'étude de chacune de ces briques de départ a permis de mieux les connaître et donc de mieux comprendre les mécanismes présidant la réalisation des électrodes composites lors de leur association. Grâce à cette compréhension des phénomènes mis en jeu et à la maîtrise des paramètres expérimentaux, plusieurs électrodes composites ont pu être préparées de manière répétable, chacune présentant des nanoparticules d'argent organisées de manière particulière. Ces électrodes ont été testées pour l'analyse électrochimique du 4-nitrophénol, permettant la corrélation entre organisation des nanoparticules d'argent et comportement électrochimique de la molécule cible. Cette étude a permis la mise en évidence de plusieurs pistes pour l'optimisation de la détection et la validation de l'approche métalorganique pour la préparation de détecteurs miniaturisés." "4-nitrophenol is commonly used as a model pollutant since its chemical structure is similar to several water pollutants. 4-nitrophenol is electroactive, thus it is used to benchmark sensing devices of which the best take advantage of various nano-objects properties. Among these nano-objects, silver nanoparticles are scarcely used despite their known catalytic properties for the chemical reduction of 4-nitrophenol. We tried to create a silver-nanoparticles-based composite electrode using an original metalorganic approach. This approach has required the development and the study of two starting materials: metalorganic complexes, used as silver nanoparticles precursors, and an easily-tuned carbon electrode. The study of these materials gave us an insight into their properties and the mechanism leading to the final composite electrode. Thanks to this insight and the understanding of the main experimental factors, various silver-nanoparticles-based electrodes have been obtained, presenting different structures of silver nanoparticles. The as-obtained electrodes have been tested for the electrochemical analysis of 4-nitrophenol, bringing to light correlations between the silver nanoparticles structuration and the electrochemical behavior of the 4-nitrophenol. This study has highlighted several leads to improve detection performances. Above all, it has proved that our metalorganic approach was promising for the preparation of miniaturized sensing devices." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 05/11/2019 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Organométallique et de Coordination Localisation : LCC En ligne : https://theses.hal.science/tel-02974902

De la synthèse de nanoparticules de CuO par voie organométallique à l'assemblage de matériaux énergétiques Al/CuO / Palussière, Ségolène  

Public ISBD Titre : De la synthèse de nanoparticules de CuO par voie organométallique à l'assemblage de matériaux énergétiques Al/CuO Titre original : From the synthesis of CuO nanoparticles by organometallic way to the assembly of Al/CuO energetic materials Type de document : texte imprimé Auteurs : Palussière, Ségolène, Auteur ; Kahn, Myrtil, Directeur de thèse ; Fajerwerg, Katia, Directeur de thèse Année de publication : 2019 Langues : Français (fre) Tags : NANOPARTICULE  ASSEMBLAGE  LIGAND  MÉTAL  OXYDE MÉTALLIQUE  SUBSTRAT NANOPARTICLE  ASSEMBLY  METAL  METAL OXIDE  SUBSTRATE Résumé : "Parmi les matériaux énergétiques, les nanothermites sont connues pour leur forte réactivité et leur utilisation dans les applications pyrotechniques. Dans ce cadre, le composite Al/CuO est un matériau prometteur pour l’intégration dans des micro-dispositifs, en raison de sa forte enthalpie de réaction d’oxydo-réduction. L’augmentation de la surface de contact entre les deux réactifs de la thermite permet l’amélioration des propriétés. Le contrôle de la taille, de la morphologie et de la distribution des nanoparticules au sein du nanocomposite revêt donc une importance fondamentale. Dans la majorité des cas, les nanothermites sont obtenues par mélange physique de nanopoudres commerciales non dispersables. Dans cette thèse nous avons proposé d’explorer une voie organométallique pour synthétiser des nanoparticules de CuO permettant ensuite un assemblage avec des nanoparticules commerciales d’Al. A cet effet, des nanoparticules de CuO sont synthétisées par hydrolyse ou oxydation contrôlée d’un précurseur organométallique (amidinate de cuivre) en présence de ligands organiques (octylamine). Les tailles, les formes et les distributions varient en fonction des conditions expérimentales des synthèses. Les états de surface des nanoparticules de CuO ont été ensuite analysés par des méthodes de caractérisations de spectroscopies de RMN et infrarouge. Les informations acquises nous ont permis d’identifier les interactions entre les ligands et la surface des nanoparticules. Dans un deuxième temps, les nanoparticules de CuO sont mélangées avec des nanopoudres d’Al dispersées aux ultrasons dans un solvant organique. Les caractérisations thermiques de ces nanocomposites montrent la présence de réactions exothermiques et endothermiques non caractéristiques des réactions thermites usuelles Al+CuO. Les analyses thermiques et structurelles des nanoparticules de CuO ont révélé que les ligands s’oxydent à basse température (~200 °C) et réduisent le CuO en Cu2O puis en Cu métallique, avant que la réaction thermite ne s’opère. Un protocole expérimental optimisé a été enfin mis en place pour conserver la structure du CuO tout en éliminant les ligands présents dans la couche stabilisante des nanoparticules. Ces nouveaux assemblages génèrent une énergie de réaction équivalente à des nanothermites Al/CuO obtenues par mélange de poudres commerciales. Mais ces nanocomposites possèdent des températures d’initiation plus basses, ce qui est intéressant pour certaines applications. Les connaissances accumulées sur les états de surface et la stabilisation des nanoparticules en solution ouvrent la voie à l’intégration de nanocomposites sur puces microélectroniques par la technologie « jet d’encre »." "Among the energetic materials, nanothermites are known for their high reactivity and their use in pyrotechnic applications. In this context, the Al/CuO composite is a promising material for integration into micro-devices, due to its high enthalpy of oxidation-reduction reaction. The increase of the contact surface between the two reactants of the thermite improves the properties. Control of the size, morphology and distribution of nanoparticles within the nanocomposite is therefore of fundamental importance. In the majority of cases, the nanothermites are obtained by physical mixing of non-dispersible commercial nanopowders. In this thesis we proposed to explore an organometallic way to synthesize CuO nanoparticles to assembly with Al commercial nanoparticles. For this purpose, CuO nanoparticles are synthesized by hydrolysis or controlled oxidation of an organometallic precursor (copper amidinate) in the presence of organic ligands (octylamine). Sizes, shapes and distributions vary depending on the experimental conditions of the syntheses. The surface states of the CuO nanoparticles were then analyzed by NMR and infrared spectroscopy characterization methods. The information acquired allowed us to identify the interactions between the ligands and the surface of the nanoparticles. In a second step, the CuO nanoparticles are mixed by ultrasons with nanopowders dispersed in an organic solvent. The thermal characterizations of these nanocomposites show the presence of non-characteristic exothermic and endothermic reactions of the usual Al + CuO thermite reaction. Thermal and structural analyzes of CuO nanoparticles revealed that the ligands oxidize at low temperature (~ 200 °C) and reduce the CuO to Cu2O then to metallic Cu, before the thermite reaction takes place. An optimized experimental protocol was finally implemented to preserve the structure of CuO while eliminating the ligands present in the stabilizing layer of the nanoparticles. These new assemblies generate a reaction energy equivalent to Al/CuO nanothermites obtained by mixing commercial powders. But these nanocomposites have lower initiation temperatures, which is interesting for some applications. The accumulated knowledge of surface states and the stabilization of nanoparticles in solution open the way to the integration of nanocomposites on microelectronic chips by “inkjet” technology." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 08/11/2019 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Organométallique et de Coordination Localisation : LCC En ligne : https://laas.hal.science/tel-02492683 De la synthèse de nanoparticules de CuO par voie organométallique à l'assemblage de matériaux énergétiques Al/CuO = From the synthesis of CuO nanoparticles by organometallic way to the assembly of Al/CuO energetic materials [texte imprimé] / Palussière, Ségolène, Auteur ; Kahn, Myrtil, Directeur de thèse ; Fajerwerg, Katia, Directeur de thèse . - 2019. Langues : Français (fre) Tags : NANOPARTICULE  ASSEMBLAGE  LIGAND  MÉTAL  OXYDE MÉTALLIQUE  SUBSTRAT NANOPARTICLE  ASSEMBLY  METAL  METAL OXIDE  SUBSTRATE Résumé : "Parmi les matériaux énergétiques, les nanothermites sont connues pour leur forte réactivité et leur utilisation dans les applications pyrotechniques. Dans ce cadre, le composite Al/CuO est un matériau prometteur pour l’intégration dans des micro-dispositifs, en raison de sa forte enthalpie de réaction d’oxydo-réduction. L’augmentation de la surface de contact entre les deux réactifs de la thermite permet l’amélioration des propriétés. Le contrôle de la taille, de la morphologie et de la distribution des nanoparticules au sein du nanocomposite revêt donc une importance fondamentale. Dans la majorité des cas, les nanothermites sont obtenues par mélange physique de nanopoudres commerciales non dispersables. Dans cette thèse nous avons proposé d’explorer une voie organométallique pour synthétiser des nanoparticules de CuO permettant ensuite un assemblage avec des nanoparticules commerciales d’Al. A cet effet, des nanoparticules de CuO sont synthétisées par hydrolyse ou oxydation contrôlée d’un précurseur organométallique (amidinate de cuivre) en présence de ligands organiques (octylamine). Les tailles, les formes et les distributions varient en fonction des conditions expérimentales des synthèses. Les états de surface des nanoparticules de CuO ont été ensuite analysés par des méthodes de caractérisations de spectroscopies de RMN et infrarouge. Les informations acquises nous ont permis d’identifier les interactions entre les ligands et la surface des nanoparticules. Dans un deuxième temps, les nanoparticules de CuO sont mélangées avec des nanopoudres d’Al dispersées aux ultrasons dans un solvant organique. Les caractérisations thermiques de ces nanocomposites montrent la présence de réactions exothermiques et endothermiques non caractéristiques des réactions thermites usuelles Al+CuO. Les analyses thermiques et structurelles des nanoparticules de CuO ont révélé que les ligands s’oxydent à basse température (~200 °C) et réduisent le CuO en Cu2O puis en Cu métallique, avant que la réaction thermite ne s’opère. Un protocole expérimental optimisé a été enfin mis en place pour conserver la structure du CuO tout en éliminant les ligands présents dans la couche stabilisante des nanoparticules. Ces nouveaux assemblages génèrent une énergie de réaction équivalente à des nanothermites Al/CuO obtenues par mélange de poudres commerciales. Mais ces nanocomposites possèdent des températures d’initiation plus basses, ce qui est intéressant pour certaines applications. Les connaissances accumulées sur les états de surface et la stabilisation des nanoparticules en solution ouvrent la voie à l’intégration de nanocomposites sur puces microélectroniques par la technologie « jet d’encre »." "Among the energetic materials, nanothermites are known for their high reactivity and their use in pyrotechnic applications. In this context, the Al/CuO composite is a promising material for integration into micro-devices, due to its high enthalpy of oxidation-reduction reaction. The increase of the contact surface between the two reactants of the thermite improves the properties. Control of the size, morphology and distribution of nanoparticles within the nanocomposite is therefore of fundamental importance. In the majority of cases, the nanothermites are obtained by physical mixing of non-dispersible commercial nanopowders. In this thesis we proposed to explore an organometallic way to synthesize CuO nanoparticles to assembly with Al commercial nanoparticles. For this purpose, CuO nanoparticles are synthesized by hydrolysis or controlled oxidation of an organometallic precursor (copper amidinate) in the presence of organic ligands (octylamine). Sizes, shapes and distributions vary depending on the experimental conditions of the syntheses. The surface states of the CuO nanoparticles were then analyzed by NMR and infrared spectroscopy characterization methods. The information acquired allowed us to identify the interactions between the ligands and the surface of the nanoparticles. In a second step, the CuO nanoparticles are mixed by ultrasons with nanopowders dispersed in an organic solvent. The thermal characterizations of these nanocomposites show the presence of non-characteristic exothermic and endothermic reactions of the usual Al + CuO thermite reaction. Thermal and structural analyzes of CuO nanoparticles revealed that the ligands oxidize at low temperature (~ 200 °C) and reduce the CuO to Cu2O then to metallic Cu, before the thermite reaction takes place. An optimized experimental protocol was finally implemented to preserve the structure of CuO while eliminating the ligands present in the stabilizing layer of the nanoparticles. These new assemblies generate a reaction energy equivalent to Al/CuO nanothermites obtained by mixing commercial powders. But these nanocomposites have lower initiation temperatures, which is interesting for some applications. The accumulated knowledge of surface states and the stabilization of nanoparticles in solution open the way to the integration of nanocomposites on microelectronic chips by “inkjet” technology." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 08/11/2019 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Organométallique et de Coordination Localisation : LCC En ligne : https://laas.hal.science/tel-02492683

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