Tesis: "Nanoparticules de Carbone"

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Ben, Sghaier Asma. "Hybrides polymer materials organic/inorganic nanoparticule". Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1163.

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Resumen

La chimie d'interface du diazonium a progressé au cours des dernières années et s'est pratiquement impliquée dans tous les domaines de la science et technologie des matériaux. L’utilisation des sels de diazonium est justifiée par le fait qu’ils adhèrent aux surfaces avec de fortes énergies de liaison, en particulier sur le carbone sp², ce qui en fait d’excellents agents de couplage pour les polymères aux surfaces. Dans ce contexte, nous avons travaillé sur deux types de nanohybrides de nanotubes de carbone (NTC) : NTC-polytriazole (NTC-PTAz) et NTC-colorant. Le nanohybride NTC-PTAz a été synthétisé par polymérisation « click » en surface. Pour ce faire, les NTCs ont été greffés de groupes 4-azidophényle à partir du sel de diazonium correspondant. Le NTC modifié (NTC-N3) a servi de support pour une polymérisation confinée en surface de type polyaddition générant ainsi le nanohybride NTC-PTAz. Ce matériau a été caractérisé par ATG, XPS, IR et Raman. Ses applications potentielles sont dans le développent d’adsorbants de métaux lourds, l’immobilisation de nanocatalyseurs ou pour le stockage des gaz. La seconde partie de la thèse est plus étoffée et porte sur les nanotubes de carbone greffés de colorants diazotés Rouge Neutre (NR), Azure A (AA) et Rouge Congo (CR). L’analyse fine de ces matériaux a révélé une très forte adhésion des colorants aux NTCs et les couches superficielles ont des épaisseurs de 2 à 6 nm, sont homogènes et continues. Les NTC-colorant ont été incorporés dans des matrices élastomères de type EVA pour la réalisation d’actionneurs opto-thermiques implantés dans des pads pour non-voyant. Dans les matrices EVA, les NTCs greffés de colorants servent à capter la lumière et induire un changement de forme dans le pad qui soit palpable par le non voyant (250 µm). Les matrices EVA renforcées de nos nanotubes greffés de colorants ont été réalisées et testées par analyse mécanique dynamique. Les composites NTC/colorant-EVA sont flexibles et prometteurs pour le développement de nouveaux types des pads tactiles pour les non-voyants. Les nanohybrides NTC-NR ont servi comme capteurs chémo-résistifs pour la reconnaissance moléculaire de l’acétone.Dans une dernière application, le nanohybride CNT-CR a été étudié en tant qu’électrocatalyseur pour l’oxydation directe du méthanol. Des résultats intéressants ont été obtenus avec ces nanohybrides mais des améliorations significatives (rapport 3) des propriétés électrocatalytiques ont été obtenues avec des CNT-CR décorés avec des nanoparticules d'or. Le système électrocatalytique nouvellement conçu pourrait être considéré pour différentes applications prometteuses, notamment les capteurs, les biocapteurs, les catalyseurs hétérogènes pour les piles à combustible. Pour résumer, les nanohybrides à base de CNT nouvellement conçus présentent des performances uniques attribuées à la polyvalence de la chimie d'interface du diazonium pour la fixation efficace de couches moléculaires et macromoléculaires fonctionnelles. Les nanohybrides novateurs servent de blocs de construction pour la conception de matériaux nanocomposites à hautes performances potentiellement utiles dans les nouveaux défis socio-économiques tels que l’environnement, la biomédecine et l’énergie
Diazonium interface chemistry has progressed over the last few years and practically involved in all areas of materials science and engineering. The rationale for employing diazonium salts is that they attach to surfaces with remarkable bond energies, particularly on sp² carbon materials, making them an ideal coupling agent for polymers to surfaces In this context, novel CNT-polytriazole (CNT-PTAz) and CNT-dye nanohybrids were designed and thoroughly characterized. First, CNT-PTAz nanohybrid was prepared by click polymerization: multiwalled carbon nanotubes (CNTs) were modified with azidophenyl groups (CNT-N3) from 4-azidobenzenediazonium precursor and served as nanoscale platform for the surface confined polyaddition. The CNT-PTAz nanohybrid was characterized by TGA, XPS, IR, and Raman. The robust CNT-PTAz is robust and has potential in developing heavy metal adsorbents, nanosupport for catalysts or for gas storage. In the second major part, we grafted CNT with diazotized Neutral red (NR), Azure A (AA) and Congo Red (CR) dyes by simple, spontaneous reaction of the diazonium salts and CNTs in water, at RT. A thorough investigation of the nanohybrids showed that the adhesion is strong (CNT-dye C-C bond energy higher than 150 kJ/mol), and the layer is uniform. These nanohybrids further served to reinforce ethylene-vinyl acetate (EVA) an elastomeric matrix. The reinforced matrix is flexible and serves as optothermal actuators where the grafted dye catches the light to induce mechanical changes in the matrix monitored by dynamic mechanical analysis. CNT/dye-reinforced EVA is a promising flexible composite for developing new types of visual-aid tablet for visually impaired people. The versatile CNT-dye nanohybrids are also unique chemiresistive gas sensors for the molecular recognition of acetone vapours. In a final application, CNT-CR nanohybrid was investigated as an electrocatalyst for the Direct Oxidation of Methanol. Interesting results were obtained with these nanohybrids but significant improvements (3-fold) of the electrocatalytic properties were achieved with CNT-CR decorated with gold nanoparticles. The newly designed electrocatalytic system could be regarded for different promising applications most likely as for sensors, biosensors, heterogeneous catalysts for fuel cells and for nanotechnology To summarize, newly designed CNT-based nanohybrids have unique performances ascribed to the versatility of the diazonium interface chemistry in efficiently attaching functional molecular and macromolecular layers. The novel nanohybrids serve as building blocks for designing high performance nanocomposite materials relevant to challenging timely social economic issues, namely environment, biomedicine and energy

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Louhab, Krim. "Nucléation et croissance électrochimiques de nanoparticules de platine sur substrats de carbone". Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0057.

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Resumen

Le depot electrochimique de nanoparticules de platine sur substrats de carbone (graphite massif, fibre de carbone, poudre) est etudie dans des conditions permettant d'obtenir un grand nombre de particules par unite d'aire. Malgre la limitation par la diffusion en solution les phenomenes de nucleation et de croissance sont observables en saut de potentiel et en saut de courant; les influences du potentiel et des concentrations sont etudiees et l'existence de deux etapes est mise en evidence. Pour des durees d'impulsions de quelques millisecondes on obtient des particules de quelques nanometres de diametre, ce qui permet d'appliquer cette methode a la preparation in situ de particules de catalyseur dans les electrodes de piles a combustible

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Marino, Emanuela. "Nanoparticules de carbone par pyrolyse laser : étude de l'incorporation d'hétéroatomes". Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112287.

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Resumen

Les nanoparticules de carbone suscitent un grand interet aussi bien dans le domaine de la recherche fondamentale qu’en vue des applications potentielles. Il est fondamental de comprendre et de bien caracteriser les proprietes specifiques de ces nano-objets. La pyrolyse laser est une methode souple et efficace pour la synthese de nanoparticules variees qui a fait deja ses preuves dans le cas de nanoparticules carbonees. Ce travail a pour objectif d’etendre cette recherche au domaine encore peu explore jusqu’ici de l’etude de composes mixtes carbone-azote et carbone-fer avec pour objectif d’une part de mettre au point la synthese de tels composes par pyrolyse laser, et d’autre part, de caracteriser les proprietes des composes obtenus. En ce qui concerne les composes carbone/azote, nous avons reussi, a partir de differents melanges de precurseurs gazeux, a incorporer de l’azote jusqu’a 20% dans les poudres permettant ainsi de suivre l’evolution de la structure en fonction du taux d’incorporation d’azote dans les poudres. Une etude comparative entre les spectres obtenus par spectroscopie infrarouge et par xanes a permis de proposer une attribution des bandes observees, a partir d’une structure originale pour ce type de materiau impliquant une interaction entre un doublet non liant de l’azote et la liaison triple cn presents dans les liaisons -c=n-cn ou les liaisons n-c=c-cn. Pour les materiaux carbone-fer, nous avons montre que la pyrolyse laser d’un aerosol contenant du ferrocene conduisait a la synthese de nanopoudres de carbone avec des morphologies et structures variees mais contenant toujours des nanoparticules de fer encapsulees dans la matrice de carbone
Carbon nanoparticles are studied for their interesting properties in many application fields. This implies to understand and to characterise the specific properties of these nanoparticles. Laser pyrolysis is a versatile method for the synthesis of various nanoparticles and has been used successfully in the case of carbon nanoparticles. The aim of this work is to extend this research to the study of mixed carbon structures such as carbon/nitrogen or carbon/iron structures. These structures are indeed little studied and it is important to be able to determine the optimal experimental conditions to elaborate them by laser pyrolysis and to characterise their properties. In the case of carbon/nitrogen structures, we succeed in the incorporation of nitrogen in the powders in large amounts up to 20%. This high incorporation occurred by using a mixture of different gaseous precursors and allowed us to study the evolution of the structure as a function of the nitrogen incorporation rate in the powders. A comparative study between infrared spectroscopy and near edge x-ray absorption fine structure allowed to attribute the observed bands to an original structure. Indeed these bands could be explained by the interaction of a non bonding doublet of a nitrogen and the cn triple bond which can be present in two types of bondings : -c=n-cn or n-c=c-cn. For the carbon/iron compounds, this work showed how the laser pyrolysis of an aerosol mixture containing ferrocene leads to the synthesis of carbon nanopowders with different morphologies and structures. These powders contain always iron nanoparticles incorporated in the carbon matrix

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Picard-Lafond, Audrey. "Synthèse de nanoparticules riches en carbone par polymérisation en dispersion". Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27902.

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Resumen

L’intérêt porté aux nanomatériaux de carbone est en croissance en raison de leur potentiel pour une variété d’applications. Le réseau d’atomes de carbone hybridés sp², commun à tous les matériaux de cette famille, engendre d’excellentes propriétés électroniques et optiques modulées par la forme, la taille et la dimensionnalité du réseau carboné. Parmi ces nanomatériaux, les nanoparticules de carbone (CNP) disposent d’un potentiel singulier en raison de leurs propriétés de photoluminescence, leur photostabilité et leur faible toxicité. En conséquence, l’application des CNP en biomédecine, en optoélectronique et en photocatalyse est grandement étudiée. Néanmoins, les méthodes de synthèse et les techniques de séparation actuelles représentent des limitations à leur mise en œuvre. L’usage de température élevée (>100 °C) nuit au contrôle précis de la forme et de la taille des CNP, les rendements réactionnels sont faibles et la surface du matériau est chimiquement inerte. Dans ce projet, l’objectif est d’établir une méthode de synthèse de CNP palliant aux limitations des procédés actuels. Autrement dit, nous tentons de développer une méthode permettant un contrôle précis de la forme et de la taille des particules en évitant l’utilisation de températures élevées. La stratégie est basée sur la polymérisation en dispersion d’unités organiques riches en alcynes, utilisées comme source métastable de carbone. D’une part, la polymérisation de monomères riches en alcynes permet de synthétiser en une étape simple des polyynes qui, en raison de leur instabilité, réagissent spontanément pour produire un matériau composé majoritairement d’atomes de carbone hybridés sp². D’autre part, la polymérisation en dispersion assure un contrôle morphologique des particules durant la synthèse. En plus de l’objectif principal, la fonctionnalisation en surface des particules est envisagée en exploitant la réactivité d’alcynes résiduels de la structure carbonée. Aussi, nous tentons d’échanger le monomère alcynique afin de bonifier les propriétés de photoluminescence des particules issues du procédé.
The interest in carbon nanomaterials is expanding due to their potential for various applications. The network of sp²-hybridized carbon atoms, common to all materials of this family, generates excellent electronic and optical properties which are modulated by the shape, the size and the dimensionality of the carbon network. Among these nanomaterials, carbon nanoparticles (CNP) have a singular potential due to their photoluminescence properties, their photostability and their low toxicity. Accordingly, the application of CNP in biomedicine, optoelectronics and photocatalysis is greatly studied. However, the current synthetic methods and separation techniques represent limitations to their implementation. The use of high temperatures (>100 °C) hinders the precise control over shape and size of the CNP, the synthetic yields are low and the materials’ surface is chemically inert. In this project, the objective is to establish a route for CNP synthesis which surpasses the limitations of the current preparation methods. In other words, we are trying to develop a method allowing a precise control of the particles’ shape and size, while avoiding the use of high temperatures. The strategy is based on the dispersion polymerization of alkyne-rich organic units, used as a metastable carbon source. On one hand, the polymerization of alkyne-rich monomers allows the one-step synthesis of polyynes which, due to their instability, react spontaneously to produce a material composed mainly of sp²-hybridized carbon atoms. On the other hand, dispersion polymerization ensures a morphological control of the particles during their synthesis. Adding to the main objective, surface functionalization of the particles is intended by exploiting the reactivity of residual alkynes in the carbon structure. Also, we try to exchange the alkyne-rich monomer in order to improve the photoluminescence properties of the particles obtained from the developed process.

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Joly-Pottuz, Lucile. "Nanoparticules lubrifiantes à structure fermée". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2005. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/jpottuz.pdf.

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Les additifs à action tribologique (MoDTC et ZnDTP) actuellement utilisés sont des molécules organiques à base de soufre et de phosphore. Pour des raisons environnementales, il est important de diminuer nettement voire d'éliminer la présence de ces deux éléments dans les huiles. Nous nous sommes intéressés à des nanoparticules à structure fermée (sphérique, cylindrique) comme remplaçants potentiels de ces additifs. Leur taille, nanométrique, leur permet d'entrer facilement dans le contact et leur structure, fermée, leur confère une grande inertie chimique. Les fullerènes de MS2 ont montré des propriétés réductrices de frottement et anti-usure très intéressantes. Leur mécanisme d'action est basé sur la libération de monofeuillets de MS2 hexagonal dans le contact tribologique. Les propriétés tribologiques des nanotubes de carbone sont reliées à certains paramètres (nombe de feuillets, présence de catalyseur). Une modification structurale des nanotubes dans le contact est nécessaire
Additives with tribological action (MoDTC and ZnDTP) used at present are organic molecules containing sulphur and phosphorous. For environmental reasons, it is important to reduce or eliminate the presence of these two elements in oil. In this study, we are being interested in nanoparticles with closed structure (spherical, cylindrical) as potential substitutes of these additives. Their size, nanometric, enables them to enter easily the contact and their structure, closed, confers a great chemical inertia to them. Fullerenes of MS2 show very good friction reducing and anti wear properties. Their lubrication mechanism is based on the release of hexagonal MS2 sheets in the contact area. Tribological properties of carbon nanotubes depend on several parameters (number of wall, presence of catalyst). A structural modification of nanotubes inside the contact area is necessary

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Senger, Antoine Le Normand François. "Films de nanotubes de carbone : mécanisme de croissance et magnétisme de films orientés". Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2008. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/1102/01/SENGER_Antoine_2008_restrict.pdf.

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Lukanov, Petar. "Synthèse de nanotubes de carbone remplis et de nanoparticules encapsulées dans des coques de carbone pour applications biomédicales". Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1127/.

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Resumen

Ce travail a été effectué dans le cadre du projet européen Carbio FP6 RTN (www. Carbio. Eu), visant à exploiter le potentiel des DWNT (Double Walled Carbon Nanotubes) multifonctionnels et de nanoparticules métalliques encapsulées pour une application biomédicale, en particulier pour agir en tant que nano-dispositifs magnétiques chauffants pour le traitement du cancer par hyperthermie ou comme nano-véhicules de transport de médicaments. Pour atteindre ces objectifs, les DWNT ont d'abord été synthétisé par CCVD en présence d'un mélange H2-CH4 et de catalyseurs (Mg, Co, Mo). Afin de combler le vide de la cavité des DWNT avec des matériaux magnétiques, les extrémités des tubes doivent être ouverts. L'ouverture des DWNT a été réalisée dans différentes conditions : par voie humide tels que l'oxydation avec HNO3, HNO3/H2SO4, KMnO4 ou K2Cr2O7 ou par voie sèche impliquant l'oxydation à l'air ou le chauffage par micro-ondes. En raison des inconvénients de certaines techniques d'ouverture (échantillon de revêtement des nanotubes par des débris d'oxydation), nous avons développé des méthodes de purification supplémentaires telles que le lavage par la soude, l'oxydation à l'air ou le chauffage par micro-ondes. Le remplissage des DWNT été réalisée en utilisant une seule étape (remplissage lors de l'ouverture des tubes) ou en deux étapes (après l'ouverture) dans des solutions saturées de nitrate ou de chlorure de fer (III), dans des conditions différentes afin d'évaluer l'influence du temps d'agitation, de la concentration et de la température. Des expériences de contrôle de remplissage avec des composés d'uranium ont été réalisées. Une deuxième stratégie que nous avons développée dans ce travail a été la synthèse directe CCVD de nanoparticules de Fe, Co, Co / Fe et Ni encapsulées dans du carbone. Les nanoparticules encapsulées ont été synthétisées avec des mélanges gazeux de H2/CH4 ou N2/CH4, en utilisant différents catalyseurs à base de MgO (solutions solides Mg0. 95Co0. 05O, Mg0. 95Fe0. 05O, Mg0. 95Co0. 025/Fe0. 025O et Mg0. 95Ni0. 05O). Les échantillons obtenus correspondent par exemple à des nanoparticules sphériques et / ou oblongue de Co encapsulé avec une distribution de taille : 6-10 nm (60%) et 11-20 nm (40%). Des nanoparticules encapsulées oblongues ou sphériques ont également été observées avec du Fe et du Co / Fe, avec un diamètre dans la gamme 1-10 nm (80%) et 11-30 nm (20%). Le matériau le plus prometteur pour l'application en hyperthermie a été obtenu avec des nanoparticules de Co qui ont montré la saturation de magnétisation la plus élevée à température ambiante (Ms) et le plus haut taux d'absorption spécifique (SAR)
This work was performed in the framework of the European FP6 RTN CARBIO (www. Carbio. Eu) project, aiming at exploiting the potential of multi- functional DWNT and Carbon encapsulated metal nanoparticles for biomedical application, in particular to act as magnetic nano-heaters(cancer treatment by hyperthermia) or drug - carrier systems. To achieve these goals, DWNT have first been synthesised by catalytic chemical vapour deposition (CCVD) of a H2-CH4 mixture over (Mg, Co, Mo)O catalysts. In order to fill the empty cavity of DWNT with magnetic materials, the tips of the tubes have to be opened. The opening of DWNT was performed in different conditions using wet chemistry routes such as oxidation with HNO3, HNO3/H2SO4, KMnO4 or K2Cr2O7 or dry routes involving air oxidation or microwave heating. Due to drawbacks of some of the opening techniques (sample coating with amorphous oxidation debris), we have developed extra purification methods such as NaOH washing, oxidation in air or microwave heating. The filling of DWNT was performed using one-step (during the opening) or two-step (after the opening) methods in over-saturated iron (III) nitrate or iron (III) chloride solutions, in different conditions in order to assess the influence of stirring time, concentration and temperature. Control experiments of filling with uranium compounds were performed. A second strategy that we have developed in this work was the direct CCVD synthesis of carbon-encapsulated Fe, Co, Co/Fe and Ni nanoparticles. The encapsulated nanoparticles have been synthesized with gaseous mixtures of H2/CH4 or N2/CH4, using different MgO-based catalysts (Mg0. 95Co0. 05O, Mg0. 95Fe0. 05O, Mg0. 95Co0. 025/Fe0. 025O and Mg0. 95Ni0. 05O solid solutions). The obtained samples correspond for example to spherical and/or oblong carbon-encapsulated Co nanoparticles with size distribution 6-10 nm (60%) and 11-20 nm (40%). Oblong or spherical carbon-encapsulated nanoparticles were also observed with Fe and Co/Fe, with diameter within the range 1-10 nm (80%) and 11-30 nm (20%). The most promising material for hyperthermia application was found to be the carbon-encapsulated Co nanoparticles which showed the highest saturation magnetisation at room temperature (Ms) and the highest Specific Absorption Rate (SAR)

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Moreno, Maryline. "Synthèse en phase gazeuse de nanoparticules de carbone par plasma hors équilibre". Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002356.

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Resumen

Ce travail porte sur la synthèse en phase gazeuse de nanoparticules carbonées par un procédé plasma hors-équilibre. Dans un premier temps, l'étude bibliographique, consacrée aux noirs de carbone et aux nanotubes de carbone, présente les différents procédés existants (conventionnels et plasma) pour leur synthèse en phase gazeuse ainsi que leur mécanisme de croissance. Puis, le développement et la mise en place du procédé plasma hors-équilibre, basé sur l'établissement de décharges non thermiques à haute tension et faible courant, sont décrits. Ensuite, les résultats expérimentaux liés à la caractérisation du procédé sont présentés. Il s'agitessentiellement d'une caractérisation électrique de la torche plasma sans injection de réactif et d'une caractérisation lors d'injection d'hydrocarbure. Cette dernière est basée sur une étude paramétrique et des bilans de matière (taux de conversion estimés à partir de mesures par Chromatographie en Phase Gazeuse, CPG). Les nanoparticules carbonées synthétisées sont caractérisées par Microscopie Electronique à Balayage (MEB) et à Transmission (MET), diffractions de rayons X et analyses BET. Deux principales familles de nanoparticules sont mises en évidenceen fonction de leur texture: (i) les nanoparticules de textures à tendance concentrique tels que les noirs de carbone "classiques", les noirs de carbone de type noirs d'acétylène et les coques carbonées, (ii) les nanoparticules à textures isotropes tels que les "papiers froissés" à haute et faible nanotextures et les nanoparticules "microporeuses". Une corrélation entre les conditions opératoires et les caractéristiques structurales des nanoparticules est présentée. Enfin, la modélisation de cinétique chimique permet d'estimer le volume réactionnel du procédé tandis que la modélisation de l'écoulement dans le réacteur permet d'évaluer le champs de température et de vitesse ainsi que l'histoire thermique des particules dans le réacteur.

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MONTANT, RAMANITRA LYSIANE. "Encapsulation de nanoparticules de noir de carbone conductrices et de nanoparticules de fer magnetiques et conductrices par un polymere thermoplastique". Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066634.

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L'encapsulation des nanoparticules de noir de carbone et de fer a pour but d'ameliorer leur dispersion dans une matrice macromoleculaire et de controler leur conductivite par un controle de l'epaisseur de la couche de polymere isolant autour des particules. Trois techniques d'encapsulation par polymerisation in situ ont ete experimentees : 1) la polymerisation en suspension inverse de l'acrylamide, 2) la polymerisation en suspension directe du methacrylate de methyle (homopolymerisation et copolymerisation avec le styrene), 3) la polymerisation en emulsion directe du methacrylate de methyle. Pour chacune de ces encapsulations, la caracterisation de l'encapsulation se fait par mesure de taille, mesure du potentiel de surface, mesures dielectriques des suspensions des photographies au microscope electronique. Il s'avere que seulement deux techniques conduisent a l'encapsulation : la copolymerisation en suspension du methacrylate de methyle avec le styrene en presence de methylcellulose et la polymerisation en emulsion directe du methacrylate de methyle en presence d'hydroxylpropylcellulose et d'un tensioactif zwitterionique (nc12). L'epaisseur de la couche est d'environ 30 nm. La dispersion de ces particules dans une matrice de polystyrene fait disparaitre le seuil de conductivite situe vers 10 % en volume en theorie et permet de faire une etude en temperature (70 k a 320 k) (effet ctp). L'encapsulation des nanoparticules de fer est menee par polymerisation en suspension inverse de l'acrylamide. La caracterisation de l'encapsulation se fait par les memes methodes auxquelles on peut ajouter la voltamperometrie cyclique de suspension de fer dans un milieu acide et des mesures de magnetisme (cycles d'hysteresis) et de permeabilite. L'encapsulation permet de casser les agregats pour obtenir un meilleur compactage. Ces particules encapsulees ont permis de realiser un ecran magnetique absorbant les ondes radar.

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Mougel, Jean-Bruno. "Assemblages multifonctionnels à base de nanotubes de carbone et de nanocristaux de cellulose". Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4048/document.

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L’association de nanoparticules à propriétés complémentaires est une voie intéressante pour développer des architectures originales multifonctionnelles. Notre stratégie consiste à combiner la faculté de particules bio-sourcées, les nanocristaux de celluloses (NCC), à former des structures complexes, aux propriétés des nanotubes de carbones mono et multiparois (NTC). Leur association non covalente a pour but de conserver ces propriétés et de réaliser des émulsions de Pickering huile-dans-eau et des mousses par lyophilisation. Les dispersions en phase aqueuses de ces nanoparticules montrent des rendements importants atteignant jusqu’à 70 % de NTC dispersés. L’exploration des différents paramètres contrôlant la dispersion (concentration en NTC et en NCC, puissance des ultrasons et temps d’application) et de la morphologie des hybrides formés (par microscopie électronique et à force atomique) nous ont conduits à proposer un modèle de dispersion. Ces hybrides peuvent se positionner à l’interface huile/eau pour former des émulsions de Pickering. La présence de nano carbone ne modifie pas les caractéristiques morphologiques des émulsions, par contre, elle permet l’amélioration des propriétés rhéologiques. La lyophilisation de ces émulsions concentrées par centrifugation conduit à la formation de mousses solides de structure contrôlée. La porosité des mousses est déterminée dès l’étape de réalisation des émulsions. Les propriétés mécaniques et électriques restent peu améliorées par l’ajout de NTC. Nous attribuons ces faibles performances à la structure particulière des parois obtenues par alignement des NCC, sans pontage direct ni enchevêtrement
The association of nanoparticles with complementary properties is an interesting way to develop multifunctional original architectures. Our strategy consists in combining the ability of biosourced particles, the nanocrystals of celluloses (CNC), to form complex structures, with the properties of the single and multi-wall carbon nanotubes (CNT). Their non-covalent association aim is to preserve these properties and to realize oil-in-water Pickering emulsions and foams by freeze-drying. The aqueous dispersion of these nanoparticles shows high yields achieving as high as 70 % of dispersed NTC. The exploration of the various parameters controlling the dispersion (concentration of NTC and NCC, sonication time and power) and of the morphology of the hybrids (by electronic and atomic force microscopies) allow us to propose a quantitative model for the dispersion. These hybrids can also stabilize oil/water interface to form Pickering emulsion. Monodisperse distribution of micrometer-sized droplets is obtained. The addition of the NTC does not modify the morphology of the emulsion but improve their rheological properties. The freeze-drying of the concentrated emulsions produces solid foams with controlled structures. The porosity is determined during the step of emulsification. The mechanical and electrical properties show slight improvement by the addition of the NTC. We attribution these weak performance to the specific structure of the walls of the foams obtained by the alignment of the CNC weakly linked

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Brimaud, Sylvain Coutanceau Christophe Garnier Emmanuel. "Caractérisation des propriétés physiques et électrochimiques de nanoparticules de platine". Poitiers : I-Médias, 2008. http://08.edel.univ-poitiers.fr/index.php?id=1534.

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Brimaud, Sylvain. "Caractérisation des propriétés physiques et électrochimiques de nanoparticules de platine". Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Brimaud-Sylvain/2008-Brimaud-Sylvain-These.pdf.

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Des nanoparticules de platine ont été préparées par différentes méthodes colloïdales de synthèse. La variation des paramètres de synthèse a permis de constituer une collection d’objets présentant une grande variété de formes et des tailles différentes. Tailles et formes sont deux paramètres qui ont été caractérisés par microscopie électronique et par diffraction de rayons X. Les caractérisations électrochimiques ont permis d’apporter de nombreuses informations sur la structure superficielle exhibée par les nanoparticules. L’ensemble des résultats obtenus à l’issue de ces caractérisations ont été utilisés pour l’interprétation des voltammogrammes enregistrés lors de l’électrooxydation de monoxyde de carbone adsorbé à la surface des nanocristaux préparés. Un fort effet de la structure superficielle a pu être enregistré
Platinum nanoparticles have been prepared by a wide range of colloidal syntheses. Modifications of synthesis parameters have allowed to constitute a collection of objects showing a wide range of shapes and sizes. Shape and size are two parameters which have been characterised by electronic microscopy and X-ray diffraction. Electrochemical characterisations have brought numerous information on the superficial structure displayed by nanoparticles. Overall results obtained throught these characterisations have been used to interpret voltammogramms recorded during carbon monoxide electrooxidation adsorbed on the nanocrystal surface. A strong superficial structure effect have been recorded

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Jumelle, Clotilde. "Délivrance de molécules dans l'endothélium cornéen par nanoparticules de carbone activées au laser femtoseconde". Thesis, Saint-Etienne, 2015. http://www.theses.fr/2015STET011T.

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Les cellules endothéliales cornéennes (CEC) jouent un rôle essentiel pour le maintien de la transparence de la cornée. Cependant, chez l’homme, elles sont incapables de proliférer en raison d’un arrêt de leur cycle cellulaire en phase G1, ce qui rend la couche endothéliale cornéenne particulièrement vulnérable. La délivrance de molécules thérapeutiques (gènes ou médicaments) représente une solution prometteuse pour maintenir la viabilité des CEC. Néanmoins, la difficulté majeure de cette technique repose sur le fait de traverser la membrane cellulaire, normalement imperméable aux molécules de grande taille. Plusieurs techniques de délivrance de molécules ont déjà été testées sur le tissu cornéen mais aucune d’entre elles ne donnent de résultats suffisamment probants pour être utilisée en applications cliniques. L’objectif de cette thèse est d’adapter et de développer une nouvelle technique de délivrance intracellulaire de molécules, basé sur une perforation cellulaire via un phénomène photoacoustique induite par l’activation de nanoparticules de carbone par laser femtoseconde, sur un modèle d’endothélium cornéen in vitro et ex vivo
Corneal endothelial cells (CEC) are essential for corneal transparency. However, on humans, they are unable of proliferation owing to its arrest of G1 phase of the cell cycle, making corneal endothelial monolayer particularly vulnerable. The gene and drug delivery represents a promising solution to maintain CEC viability. Unfortunately, the major difficulty of this technique is the transport across the cell membrane, normally impermeable to high-size molecules. Several techniques of molecules delivery have already been tested on corneal tissue but none of them gives results sufficiently convincing to be used in clinical applications. The aim of this thesis is to adapt and develop a new technique of intracellular molecules delivery, based on cell perforation via photoacoustic effect induced by the activation of carbon nanoparticles by femtosecond laser, on in vitro and ex vivo models of corneal endothelium

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Larue, Camille. "Impact de nanoparticules de TiO2 et de nanotubes de carbone sur les végétaux". Phd thesis, AgroParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00765312.

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Resumen

Dans le contexte du développement exponentiel des nanotechnologies, les nanomatériaux sont susceptibles de se disséminer dans l'environnement. Les végétaux sont un élément sensible des écosystèmes car ils constituent une interface entre l'eau, le sol et l'air et se situent à la base de la chaine trophique. Cette étude avait pour but d'évaluer l'impact des nanoparticules de TiO2 et des nanotubes de carbone sur les végétaux, et plus particulièrement sur le blé et le colza. L'accent a également était mis sur la caractérisation des nanomatériaux employés. Nous avons mis en évidence l'accumulation racinaire et le transfert vers les feuilles des nanoparticules de TiO2 et des NTC dans le blé et le colza après une exposition en hydroponie. Les nanoparticules de TiO2 sont également accumulées dans les plantes lors d'une exposition racinaire sur sol ou encore lors d'une exposition par voie aérienne. Les nanoparticules de TiO2 s'accumulent dans les végétaux à hauteur de quelques dizaines voire centaines de mg Ti/kg MS, leur phase cristalline n'est pas modifiée et ces nanoparticules ne se dissolvent pas lors de leur transfert dans le végétal. Les NTC s'accumulent en plus faible quantité (centaines de µg NTC/kg MS) et il semble qu'ils soient altérés par le contact avec le végétal. Ces nanomatériaux affectent peu le développement des végétaux. Sur huit tests réalisés, seule l'élongation racinaire s'est révélée être un critère sensible, avec une induction de l'élongation pour les NPs et les NTC présentant le plus faible diamètre nominal. Enfin, une nette influence du diamètre nominal des nanomatériaux a pu être mise en évidence, contrôlant ainsi leur internalisation, leur transfert et leurs effets biologiques sur les végétaux.

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Galvez, Aymeric. "Elaboration, organisation et proprietes optiques de nanoparticules de carbone modeles de poussieres interstellaires". Orléans, 1999. http://www.theses.fr/1999ORLE2039.

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Resumen

Elles sont toutes petites, dispersees dans le milieu interstellaire, mais elles mobilisent serieusement les astrophysiciens. Ces poussieres de taille submicrometrique, a base de carbone, interviennent directement dans le cycle de vie des etoiles et ont donc beaucoup a nous apprendre sur l'histoire de notre galaxie. Ces particules ne nous sont connues que par les signatures optiques qu'il est possible d'enregistrer sur une gamme de longueur d'onde s'etendant de l'infrarouge a l'ultraviolet. Leur eloignement et leur dispersion rendant tout echantillonnage impossible, l'elucidation de leur nature passe par l'elaboration d'analogues terrestres obtenus dans des conditions aussi proches que possibles de celles rencontrees dans un environnement circumstellaire. La pyrolyse d'hydrocarbures par laser infrarouge est une methode pertinente pour synthetiser de tels analogues, les mecanismes de synthese etant les memes que ceux postules pour la formation des poussieres carbonees. Nous avons verifie que les particules synthetisees par cette methode presentaient de fortes analogies avec les poussieres carbonees du point de vue de leur spectroscopie ir. En effet, la plupart des bandes observees par les astrophysiciens sont presentes dans nos spectres. Neanmoins des desaccords subsistent et peuvent etre relies a la trop faible taille des unites polyaromatiques presentes dans les depots. Afin de d'etudier cet effet de taille et d'ameliorer l'accord spectroscopique, nous avons agi de deux facons differentes : directement sur la synthese en modifiant les parametres experimentaux que nous avons defini comme etant les plus pertinents (temperature de flamme, temps de sejour du reactif dans la zone reactionnelle) et indirectement par le biais de post-traitements (recuits, irradiations). L'organisation multi-echelles des depots ainsi formes ou traites a ete caracterise en couplant met, meb et mo. L'evolution subsequente des proprietes optiques a ete suivie par spectroscopie infrarouge. Le developpement de techniques d'analyse d'image des cliches de met, nous a permis de correler les donnees structurales, en particulier le diametre des unites aromatiques aux caracteristiques optiques et donc a l'aptitude de ces equivalents terrestres a reproduire les signatures des poussieres carbonees interstellaires.

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Cleuziou, Jean-Pierre. "Synthèse et étude des propriétés de nanoparticules magnétiques de type coeur-coquille". Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/156/.

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L'électronique moléculaire et la spintronique moléculaire sont deux domaines émergeant de la nanophysique, prometteurs pour réaliser de nouveaux types de dispositifs utiles tant pour le stockage d'information que pour l'information quantique. Ce travail de thèse a pour objet de contribuer à ces deux domaines de recherche par la réalisation de jonctions moléculaires à base de nanotubes de carbone, faisant intervenir des nanostructures magnétiques. Nous avons choisi deux approches: (i) le transport électronique à travers des nanotubes de carbone remplis de matériaux magnétiques (nanotubes hybrides) et (ii) le développement du « nano-SQUID » composé de jonctions supraconductrices à nanotube de carbone. Ce magnétomètre devrait être suffisamment sensible pour étudier les propriétés magnétiques de molécules individuelles attachées au nanotube de carbone
Molecular electronics and spintronics are both rapidly emerging fields of nanoelectronics with a strong potential impact for the realization of new functions and devices helpful for information storage as well as quantum information. My thesis aimed at the merging of the two fields by the realization of molecular junctions that involves magnetic nanostructures. We chose two different approaches: (i) electronic transport through carbon nanotubes filled with magnetic material (hybrid carbon nanotubes), and (ii) development of a nano-SQUID with carbon nanotube Josephson junctions, which should be sensitive enough to study individual magnetic molecules that are attached to the carbon nanotube

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Baret, Bertrand. "Composites nanotubes de carbone - nanoparticules de platine enrobées pour électrodes de pile à combustible". Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00356902.

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Ce travail porte sur la réalisation et la caractérisation d'électrodes pour piles à combustible (PAC). L'approche bottom-up adoptée associe par voie liquide des nanoparticules de platine enrobées par des molécules (NP) et des nanotubes de carbone (NT) préformés afin d'obtenir une dispersion liquide de nanocomposite. Ce procédé permet de contrôler dans une large gamme la couverture des nanotubes de carbone par les nanoparticules de platine. Puis, par filtration sur feutre de carbone nous obtenons des électrodes de PAC avec des couches actives de compositions très diverses (1 à 300 g Pt/cm², épaisseurs de 10 à 80 µm). Nous avons ensuite qualifié ex situ ces électrodes à l'aide de paramètres pertinents dont l'un est directement associé à la réduction de l'oxygène. Nous avons utilisé la voltampérométrie cyclique dans les conditions où les électrodes sont imprégnées d'électrolyte et calculé ces paramètres pour chaque électrode. Des différences observées dans ces paramètres entre deux méthodes d'imprégnation des électrodes ont révélé l'importance des modulations de mouillabilité des couches actives avec le rapport massique NP/NT et la nature de l'enrobage des nanoparticules. Cela débouche sur la possibilité de réaliser des électrodes modèles permettant à terme d'optimiser la gestion des points triples et donc l'utilisation du catalyseur dans les électrodes de PAC. Des tests en pile avec nos électrodes illustrent ainsi la possibilité de diminuer à l'avenir de manière très significative les densités de platine dans les PAC.

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Barrazouk, Said. "Étude des cellules photoélectrochimiques à base de nanoparticules d'or et de nanotubes de carbone /". Trois-Rivières : Université du Québec à Trois-Rivières, 2006. http://www.uqtr.ca/biblio/notice/resume/24641943R.pdf.

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Barazzouk, Said. "Étude des cellules photoélectrochimiques à base de nanoparticules d'or et de nanotubes de carbone". Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2006. http://depot-e.uqtr.ca/1390/1/000131303.pdf.

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Dichiara, Anthony. "Etude chronologique de la formation de nanotube de carbone par CVD d'aérosol à l'aide de diagnostics in situ : des premiers instants à la fin de la croissance". Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00763604.

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Dans le vaste domaine des nanosciences et nanotechnologies, les nanotubes de carbone (NTC) suscitent un intérêt particulier en raison de leur structure originale qui leur confère des propriétés exceptionnelles. Alors que le nombre d'applications ainsi que la quantité de NTC produite ne cessent d'augmenter chaque année, il est essentiel de comprendre les mécanismes régissant la formation de ces nanomatériaux afin de contrôler leur structure et leur organisation, optimiser les rendements, diminuer les risques sanitaires et environnementaux et améliorer les performances des matériaux et composants sous-jacents. Parmi les techniques de synthèse répertoriées, la CVD d'aérosol (Chemical Vapor Deposition) développée au laboratoire MSSMat, permet la croissance continue de NTC multi-feuillets de haute qualité sur divers substrats par l'injection simultanée de sources carbonées liquide (xylène) et gazeuse (acétylène) et de précurseur catalytique (ferrocène) dans un réacteur porté à une température comprise entre 400 et 1000°C. L'objectif de cette étude a consisté à examiner les différentes étapes de la formation des NTC dès l'injection des précurseurs jusqu'à la fin de la croissance. Grâce une nouvelle approche expérimentale faisant intervenir plusieurs diagnostics in situ couplés à des modèles numériques, nous avons pu suivre l'évolution des différents réactifs et produits lors de synthèses dans des conditions thermodynamiques (flux de gaz et températures) et chimiques (concentrations des différents précurseurs) variées. De fait, après avoir examiné l'évolution spatiale des gouttelettes formées lors de l'injection, la germination des nanoparticules en phase gazeuse a été étudiée par incandescence induite par laser (L2I) et spectroscopie de plasma induit par laser (LIPS). Une relation entre la taille de ces particules et celle des NTC a ainsi pu être mise en évidence. Les réactions chimiques pendant la synthèse ont ensuite été analysées par spectrométrie de masse et chromatographie en phase gazeuse. Différents mécanismes réactionnels ont ainsi pu être identifiés en fonction des sources de carbone utilisées, alors que l'effet de l'hydrogène sur la croissance, soit accélérateur ou soit inhibiteur selon les conditions, a été étudié. Les rôles du substrat ont par ailleurs été examinés en comparant la croissance et la morphologie des NTC obtenus sur différentes surfaces telles que des plaques de quartz, des fibres de carbone ou des micro-particules d'alumine, de carbure de silicium, de carbure de titane et de graphène de formes variées. L'effet catalytique de certains substrats ou mélanges de substrats sur la croissance des NTC a d'ailleurs été mis en évidence, de même que l'importance du rapport surface/volume des substrats sur les rendements massiques des NTC. La cinétique de croissance des NTC a finalement été étudiée et différents mécanismes à l'origine de la désactivation des catalyseurs ont été identifiés. Enfin, les différentes nanostructures hybrides issues de la croissance de NTC sur différents substrats ont servi à concevoir des matériaux composites multi-fonctionnels à hautes-performances dont les propriétés électriques, thermiques et mécaniques ont été analysées.

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Diebold, Carine. "Developpement de nouveaux catalyseurs au palladium supporté sur polymères ou nanoparticules de cobalt : application à la formation de liaisons carbone-carbone". Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00807363.

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Les réactions pallado-catalysées permettant la formation de liaisons carbone-carbone trouvent de nombreuses applications en synthèse organique et constituent l'étape clé de la synthèse d'un grand nombre de molécules. La première partie de cette thèse décrit la préparation et l'étude de catalyseurs hétérogènes et réutilisables comportant du palladium supporté sur un polymère portant des groupements phosphinés, polymère dérivé soit d'une résine de Merrifield soit d'une résine Rasta. De très bons résultats ont été obtenus pour leur utilisation dans les couplages croisés de Hiyama, Heck et Suzuki et dans chaque cas la possibilité de réutilisation jusqu'à 4 fois du catalyseur a été vérifiée. Notre travail constitue une des premières utilisations d'un catalyseur réutilisable dans le couplage de Hiyama. Nous avons aussi mis au point des conditions permettant d'effectuer le couplage de Heck en présence d'une quantité infime de palladium. Notre étude sur les résines Rasta constitue la première application de ces supports en pallado-catalyse. La deuxième partie de la thèse décrit l'étude de la préparation de catalyseurs où le palladium serait supporté sur des nanoparticules superparamagnétiques et qui pourraient donc être récupérés de tout milieu réactionnel grâce à un champ magnétique externe. Des nanoparticules de cobalt ont été préparées puis recouvertes de pyrocarbone par dépôt chimique en phase vapeur. Des groupements organiques ont été fixés sur la coque de carbone, ce qui permet l'introduction de ligands phosphinés. La structure de ces particules a été étudiée par microscopie électronique en transmission et leur préparation optimisée en fonction des résultats structuraux.

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Cojocaru, Costel-Sorin. "Synthèse contrôlée CCVD de films de nanostructures orientées de carbone ( nanotubes de carbone, etc. . ) : Applications en l'émission de champ et au magnétisme". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13040.

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Le travail développé s'est focalisé sur la synthèse des films orientés nanotubes de carbone, leur caractérisation et leurs applications dans les technologies concernant l'émission de champ ainsi que le magnétisme des nanoparticules métalliques encapsulées. Nous avons développe une procédure de synthèse dénommé DC HF CCVD (Direct Current Hot Filament enhanced Catalytically-activated Chemical Vapor Deposition) sur des substrats plans de SiO2 /Si(100). Une étude détaillée et comparée - par spectroscopie des électrons (XPS, AES, EELS), spectroscopie RAMAN, microscopie électronique a balayage (MEB) et en transmission (MET), microscopie de force atomique (AFM) - a permis le contrôle de la croissance, de la morphologie ainsi que de la densité et du degré d'alignement des réseaux des nanotubes de carbone et d'autre nanostructures. Ces observations ont également rendu possible le développement d'un modèle qualitatif pour la croissance DC HF CCVD des nanotubes orientés. Une attention particulière a été accordée au contrôle de la densité et de la distribution spatiale des réseaux des nanotubes de carbone en empruntant pour ceci la voie de la nanolithographie (par faisceaux optiques, électroniques et ioniques). Des mesures des propriétés d'émission de champ ont été effectués sur une série d'échantillons orientés, mais non lithographiés montrant que les nanotubes émettent à partir d'une tension seuil de 2 -2. 5 V/æm et ont une émission stable. Apres croissance, les particules métalliques utilisées comme catalyseurs se retrouvent encapsulées au sommet des nanotubes et sont ainsi protégées de toute contamination après remise à l'air. Ces nanoparticules sont fortement orientées, prenant la forme de bâtonnets cylindriques ou de bouchons. Il y a donc possibilité d'obtenir à la fois une forte anisotropie de forme pour chaque particule et une orientation préférentielle pour l'ensemble des particules. Le comportement magnétique de ces particules métalliques (essentiellement cobalt) encapsulées dans des nanotubes de carbone ou d'autres nanostructures non magnétiques a été étudié par des techniques SQUID et MFM. Différents comportements ont été mis en évidence
The present work is focused on the synthesis of oriented carbon nanotubes films, their characterization and their applications in technologies concerning field emission as well as the magnetism of encapsulated metallic nanoparticules. We have developed a growth technique called DC HF CCVD (Direct Current Hot Filament enhanced Catalytically-activated Chemical Vapor Deposition) on plane substrates of SiO 2 / Si(100). A detailed and comparative study - by means of electrons spectroscopy (XPS, AES, EELS), RAMAN spectroscopy, scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy, atomic force microscopy (AFM) - allowed to control the growth, the morphology as well as the density and the alignment degree of the carbon nanotubes films and other nanostructures. Our observations also made possible to develop a qualitative growth model for oriented carbon nanotubes by a DC HF CCVD technique. A special attention was given to control the density and the spatial distribution of the carbon nanotubes arrays, using nanolithography techniques (optical, electronic or ionic beams). Measurements of the field emission properties were carried on a series of oriented, but not lithographed samples showing that the carbon nanotubes films start emitting with a threshold of 2 -2. 5 V/æm and have stable emission properties. After growth, the metallic nanoparticules used as catalysts are found encapsulated at the top of the nanotubes and thus protected from any contamination after air exposure. These nanoparticles are strongly oriented, and in appropriate deposition conditions they took a very anisotropic shape. Thus one can obtain at the same time, a strong shape anisotropy for each nanoparticle and a preferential orientation for the particles array. The magnetic properties of such arrays of Co nanoparticles encapsulated into carbon nanotubes or other nonmagnetic nanostructures were investigated by SQUID and MFM. Different magnetic behaviour were evidenced

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Senger, Antoine. "Films de nanotubes de carbone : Mécanisme de croissance et magnétisme de films orientés". Strasbourg 1, 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/SENGER_Antoine_2008.pdf.

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À partir d'une analyse des prises de masse obtenues lors de croissance de nanotubes de carbone par CCVD suivie par micro-blance à quartz, un modèle cinétique est élaboré à l'échelle de la particule pour comprendre les mécanismes de la nucléation et de la croissance. Nous avons développé une étude des différentes étapes du procédé CCVD incluant une décomposition associative de l'hydrocarbure sur la face catalytique du catalyseur, la diffusion de surface et de volume du carbone, la nucléation et la croissance du nanotube résolue par une méthode de différences finies. Nos résultats indiquent très clairement que les processus de surface sont cinétiquement déterminants. La non-prise en compte des phénomènes à l'échelle atomique ne nous permet pas de prédire quelles sont les structures carbonées qui se forment pendant l'étape de nucléation ou de déterminer avec précision le chemin parcouru par un atome de carbone depuis la face catalytique jusqu'à son insertion dans le nanotube de carbone. Nous avons donc entrepris d'étudier la migration d'un atome de carbone depuis la surface du catalyseur jusqu'au plan graphitique constituant le nanotube de carbone à l’aide d’un code de calcul basé sur la méthode MEAM. La nouvelle génération de matériaux pour le stockage d'information nécessite la conception de réseaux réguliers ultra-denses de nanoparticules ferromagnétiques pouvant être synthétisés par méthode PE-CVD. Des simulations Monte-Carlo ont été effectuées pour sonder l'effet sur les propriétés magnétiques d'une augmentation de l'anisotropie des particules et/ou de la densité sur les capacités de stockage. Nos résultats montrent qu'un rapport d'aspect supérieur à 4 ne change pas fondamentalement les propriétés magnétiques du système et qu'avec de tels systèmes des capacités de stockage de l’ordre de 10 Tbits/inch² sont evisageables
A kinetic model for the growth of carbon nanotubes is develloped based on experimental data obtained by TEOM-CCVD synthesis of CNTs. The model takes into account associative decomposition of hydrocarbon on the surface of the catlytic particle, surface and volume diffusion, nucleation and growth of CNTs solved by finite differnce method. The surfacic process seems to be the rate determining step. To take into account microscopic scale effects a MEAM based programm is developped to analyse the path followed by an atom of carbon from the the catalytic facet to the graphitic shell of the CNT to determine whether the diffusion is volumic, sub-surfacic or surfacic. An experimental method to obtain ultra-high density assemblies of ferromagnetic nanoparticles is the Plasma-Enhanced CCVD. Monte-Carlo numerical simulations are developped to analyse the magnetic properties of such devices. We show that an aspect ratio superior to 4 does not change the magnetic propreties of the system and that we could reach with such devices a density of 10 Tbits/inch², 20 times more than what is done at the moment

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Vincent, Cécile Silvain Jean-François Heintz Jean-Marc. "Le composite cuivre / nanofibres de carbone". [S. l.] : Bordeaux 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00377607.

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Armand, Lucie. "Effet des nanoparticules de dioxyde de titane sur les métalloprotéases, influence des paramètres physicochimiques". Phd thesis, AgroParisTech, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00771963.

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Une exposition aux nanoparticules (NP) de dioxyde de titane (TiO2) peut entraîner un remodelage matriciel, dans lequel la Matrix Metalloprotéase-1 (MMP-1) notamment pourrait jouer un rôle important. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons 1/ mesuré l' expression de la MMP-1 sur des fibroblastes pulmonaires humains après exposition à des particules de TiO2 de différentes tailles, formes et variétés cristallines, ainsi qu' une NP de noir de carbone (NC), et 2/ administré des NP de TiO2 et de NC sur un modèle d‟emphysème pulmonaire induit par l' élastase chez le rat. Sur les fibroblastes pulmonaires humains, certaines NP de TiO2 induisent l' expression de la MMP-1 via l' interleukine-1β (IL-1β) et augmentent son activité. Les particules de TiO2 micrométriques induisent l' expression de la MMP-1 sans lien avec l' IL-1β et les NP de NC ne modulent pas l' expression de la MMP-1. L' exposition des rats aux NP de TiO2 n' entraîne pas d' effet ; l' exposition aux NP de NC entraîne une inflammation et une induction de l' expression de la MMP-12. Cette exposition aggrave, de plus, l' inflammation provoquée par l' élastase, ce qui n' est pas observé avec les NP de TiO2. Au total, notre travail montre bien un rôle pour les NP de TiO2 dans le remodelage matriciel, via l' induction et l' activation de la MMP-1 in vitro. In vivo, les NP de NCpeuvent aggraver ceertaines réponses à l' élastse. La composition chimique et la taille des particules semblent être des déterminants importants de leurs effets.

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Garacci, Marion. "Evaluation de la réponse cellulaire et moléculaire d'une diatomée benthique d'eau douce à l'exposition à des nanoparticules carbonées". Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30250/document.

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Différentes approches ont été utilisées pour évaluer les effets de deux formes de nanoparticules de carbone (NPC), nanotubes et graphène, afin de comprendre les mécanismes de la réponse générée par la diatomée benthique d'eau douce Nitzschia palea. Les effets à l'échelle de la communauté ont démontré un impact temporaire sur la croissance du biofilm et une accumulation des NPC dans la matrice extracellulaire. L'application d'une étude transcriptomique a mis en évidence l'importance de l'interaction physique, à l'origine d'altération du frustule, dans la mise en place de cette réponse extracellulaire se traduisant par une surproduction des substances exo-polymériques (EPS). Cette approche a également révélé l'impact des NPC sur l'activité photosynthétique des diatomées et une modification du métabolisme énergétique, suggérant une allocation énergétique en faveur de la production d'EPS. L'étude du protéome extracellulaire a permis d'avoir un premier aperçu de la composition de la matrice extracellulaire, principalement constituée de protéines à caractère hydrophobe. Lors de l'exposition aux NPC, les diatomées semblent produire un système adhésif complexe permettant de renforcer la matrice extracellulaire et d'augmenter la stabilité du biofilm tout en piégeant les NPC. L'exposition des diatomées face au deux formes de NPC induit une réponse présentant une forte similitude notamment pour les plus fortes concentrations testées
Different approaches were used to assess the effect of two forms of carbon-based nanoparticles (CNP) nanotubes and graphene, in order to determine the mechanism of the response generated by the benthic freshwater diatom Nitzschia palea. The effect at the cellular community scale demonstrated a temporary impact on biofilm growth and an accumulation of NPC in the extracellular matrix. The use of transcriptomic study evidenced the role of the physic interaction, causing alteration of the frustule, in the extracellular response leading to an overexcretion of exopolymeric substances (EPS). This approach also revealed the impact of NPC on the photosynthetic activity of diatoms and a modification of the energetic metabolism suggesting an energetic allocation for the EPS production. The study of the extracellular proteome allowed to have a first insight of the extracellular matrix composition, in majority composed of hydrophobic-like proteins. In NPC exposure, diatoms seemed to produce an adhesive system allowing to strengthen the extracellular matrix and increase the biofilm stability while trapping NPC. The exposition of diatoms to the two NPC forms induce a response greatly similar for the highest tested concentration

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Wang, Dong. "Nouveaux catalyseurs recyclables pour les réactions de formation de liaisons carbone-carbone et carbone-azote". Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0128/document.

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Les catalyseurs supportés sur des dendrimères et nanoparticules magnétiques acquièrent actuellement une importance accrue dans le contexte de la chimie verte et du développement durable car ils sont séparés facilement des produits de réaction par filtration ou à l’aide d’un aimant et recyclables. Dans cet esprit, la thèse a été dédiée à la synthèse, à la caractérisation et aux applications catalytiques de catalyseurs moléculaires, nano-et dendritiques immobilisés impliquant le ruthénium, le cuivre et le palladium. Les catalyseurs magnétiquement recyclables de ruthenium (II), de cuivre (I) et des nanoparticules de palladium ont produit d’excellentes performances en terme d’activité, de stabilité et de recyclabilité pour les réactions de cycloaddition entre les alcynes et les azotures et les réactions de couplage croisé carbone-carbone. Enfin, la synthèse de complexes mono-et polymétalliques du palladium contenant les ligands 2-pyridyl-1,2,3-triazole a également été réalisée et leurs proprietiés catalytiques ont été étudiées
Catalysts based on dendrimers and magnetic nanoparticles are becoming increasing utilized in the context of green and sustainable chemistry, because they are easily separated by precipitation or by using asimple magnet respectively, and they are recyclable. In this spirit, the thesis has been devoted to the synthesis, characterization and catalytic applications of iron oxide magnetic nanoparticles-immobilized molecular, nano-and dendritic catalysts involving Ru, Cu and Pd. Magnetically recyclable ruthenium(II) and Cu(I) complexes and Pd nanoparticles have provided excellent catalytic performances in terms of activity, stability and recyclability, using alkyne-azide cycloaddition and carbon-carbon cross coupling reactions. The synthesis of mono-and polymetallic palladium complexes containing the 2-pyridyl-1,2,3-triazole ligand or nonabranch-derived ligands has also been carried out, and their catalytic properties in coupling reactions has been studied

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Cohignac, Vanessa. "Réponse macrophagique à des nanoparticules manufacturées : effets de leurs caractéristiques physico-chimiques sur l’autophagie". Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1185/document.

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L'exposition à des nanoparticules manufacturées (NP) peut entraîner des effets sur la santé, notamment au niveau respiratoire, où elles peuvent induire des phénomènes de remodelage pulmonaire. Toutefois, les mécanismes cellulaires sous-jacents à ces effets et l'influence des caractéristiques physico-chimiques des NP dans ces effets sont encore loin d'être compris. L'objectif de cette thèse était d'évaluer la réponse macrophagique à des NP présentant différentes caractéristiques physico-chimiques (taille/longueur, composition chimique, forme, structure cristalline ou propriétés de surface) en se concentrant particulièrement sur leurs effets sur l'autophagie. Nous avons montré que l'exposition de macrophages murins à des nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT) induisait un blocage de l'autophagie tandis que l'exposition à des NP sphériques induisait une autophagie fonctionnelle. Le blocage du flux autophagique par les MWCNT est associé à une accumulation de lysosomes non fonctionnels. Par ailleurs, les MWCNT induisaient une réponse oxydante et pro-inflammatoire plus importante que les particules sphériques qui pourrait être lié à leur blocage de l'autophagie. Ces résultats montrent un rôle prépondérant de la forme des nanomatériaux sur le processus autophagique, et ouvrent de nouvelles voies pour l'interprétation et la compréhension de la toxicité des nanomatériaux
L'exposition à des nanoparticules manufacturées (NP) peut entraîner des effets sur la santé, notamment au niveau respiratoire, où elles peuvent induire des phénomènes de remodelage pulmonaire. Toutefois, les mécanismes cellulaires sous-jacents à ces effets et l'influence des caractéristiques physico-chimiques des NP dans ces effets sont encore loin d'être compris. L'objectif de cette thèse était d'évaluer la réponse macrophagique à des NP présentant différentes caractéristiques physico-chimiques (taille/longueur, composition chimique, forme, structure cristalline ou propriétés de surface) en se concentrant particulièrement sur leurs effets sur l'autophagie. Nous avons montré que l'exposition de macrophages murins à des nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT) induisait un blocage de l'autophagie tandis que l'exposition à des NP sphériques induisait une autophagie fonctionnelle. Le blocage du flux autophagique par les MWCNT est associé à une accumulation de lysosomes non fonctionnels. Par ailleurs, les MWCNT induisaient une réponse oxydante et pro-inflammatoire plus importante que les particules sphériques qui pourrait être lié à leur blocage de l'autophagie. Ces résultats montrent un rôle prépondérant de la forme des nanomatériaux sur le processus autophagique, et ouvrent de nouvelles voies pour l'interprétation et la compréhension de la toxicité des nanomatériaux

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Gautier, Maxime. "Etude de la formation de nanoparticules de carbone au cours de la décomposition thermique d'hydrocarbures : application à la coproduction de noir de carbone et d'hydrogène par craquage thermique du méthane par voie plasma". Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM061/document.

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Cette thèse s’inscrit dans le cadre du développement d’un procédé de décarbonation directe du méthane par voie plasma pour la coproduction de noir de carbone et d’hydrogène. Ce procédé est particulièrement intéressant dans la contexte d'un mix électrique faiblement carboné en offrant une solution pour diminuer drastiquement les émissions des procédés actuels de production de noir de carbone et d’hydrogène qui comptent parmi les procédés actuels les plus polluants en termes d'émissions de CO2. A court terme, la viabilité économique de ce procédé passe par la valorisation simultanée de ces deux produits : noir de carbone et hydrogène. À plus long terme, il pourrait représenter une réelle alternative à la capture et le stockage du CO2.Cette étude a pour but de proposer des méthodes numériques fiables et robustes afin de mieux comprendre, contrôler, voire optimiser les caractéristiques morphologiques des noirs de carbone issus de ce procédé, caractéristiques qui jouent un rôle primordial sur la qualité et les applications des noirs de carbone. Elle traite ainsi de l’évolution de systèmes carbonés en partant du combustible sous sa forme moléculaire jusqu’à la formation de nanoparticules puis de microstructures solides et aborde les phénomènes de nucléation, de croissance chimique, de croissance par coagulation, de maturation et d’agrégation.Des outils et des méthodes numériques ont ainsi pu être développés afin de simuler la formation de particules solides au sein d’un écoulement fluide. Ceux-ci purent être implémentés avec succès à un code CFD. Enfin des simulations numériques du procédé en question ont été réalisées en intégrant les phénomènes de transferts thermiques et de turbulence spécifiques aux plasmas thermiques
This thesis takes part of the development of a direct decarbonation process of methane by plasma to produce both carbon black and hydrogen. This process is particularly interesting in an electrical mix context with low carbon emission. It proffers a solution to reduce drastically CO2 emissions rejected by the current carbon black and hydrogen ways of production, which are ones of the most polluting industrial processes.This study aims to develop reliable and robust numerical methods for a better understanding and a greater control of the morphologic features of the carbon black generated. These features play a key role in the quality and applications of the carbon black produced. This research retraces the evolution of the carbon structure from the molecules of the fuel to the formation of nanoparticles and solid microstructures. It tackles different phenomenon such as: nucleation, chemical growth, coagulation, maturity and aggregation.Numerical tools and methods were developed thereby and enable to simulate carbon particle formation. They were successfully implemented in a commercial CFD software. Eventually numerical simulation of the plasma process were performed, integrating heat transfers and turbulence

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Urchaga, Patrick. "Préparation et caractérisations physicochimiques de nanoparticules de platine à distributions de taille et de forme contrôlées". Poitiers, 2011. http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/ba59e86b-db9a-4fcc-8150-31a2cd28fc96.

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Resumen

Des nanoparticules de platine non supportées ont été préparées par différentes voies de synthèses colloïdales. Les méthodes mises en œuvre ont permis d’obtenir une collection d’objets de forme variable dans une gamme de taille nanométrique. Différentes techniques de caractérisations ont été utilisées pour la détermination de paramètres comme la taille et la forme (microscopie) ou encore la structure superficielle (électrochimie) des nanocristaux. Ainsi, il a été démontré que les nanoparticules préparées exposent des fractions variables de surface orientées (111) et (100) et de défauts en accord avec leurs formes. L’étude de nanoparticules de platine de formes contrôlées apparait aujourd’hui comme le lien manquant entre les catalyseurs industriels et les surfaces monocristallines. La réaction d’électro-oxydation du monoxyde de carbone a été étudiée afin d’apporter des informations sur les mécanismes mis en jeu à la surface des nanoparticules. Les résultats obtenus mettent clairement en évidence une forte dépendance du signal électrochimique et plus précisément du potentiel d’oxydation à la structure superficielle exposée par les nanoparticules. Enfin, la possibilité d’un nouveau mécanisme à plus bas potentiel sans adsorption dissociative de l’eau a aussi été mise en avant
Unsupported platinum nanoparticles were prepared by using some different colloidal synthesis procedures. These methods lead to the preparation of a collection of object including a wide range of shape in nanometric scale. Size and shape of nanocrystals were determined by microscopy while superficial structure was obtained by electrochemical methods. It was evidenced that platinum nanoparticles expose variable fractions of surface oriented domains (111) or (100) and defect sites in agreement with the observed shapes. Study of well-defined shaped nanoparticles now appears as the missing link between carbon supported platinum nanoparticles and platinum single crystal surfaces. Carbon monoxide electro-oxidation was studied on these samples in order to give some information about the mechanisms occurring at nanoparticles surface. Results point out a strong effect of the superficial structure of platinum particles on the voltammetric signal and particularly the oxidation potential. Finally, another oxidation mechanism not involving water dissociative adsorption is supposed to occur at lower potential

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Bernard, Charlotte. "Propriétés mécaniques des nanotubes de carbone en tant que nanosondes et leur fonctionnalisation par bio-nanoparticules". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00250046.

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Resumen

La fixation d'un nanotube de carbone à l'extrémité d'une pointe AFM constitue une des approches privilégiées pour améliorer l'exploitation des sondes locales de force. Nous présentons ici une étude comparative de nanotubes de carbone obtenus par dépôt chimique de vapeur soit en simple ou double feuillets (diamètre typique de l'ordre de 2 à 4 nm) soit en multiples feuillets (diamètre de l'ordre de 70 nm) ancrés sur la pointe. L'étude en mode dynamique de modulation de fréquence des propriétés mécaniques des nanotubes permet de mettre en évidence la compétition entre l'adhésion du nanotube sur la surface et l'énergie élastique stockée au cours de sa déformation. En tant que nanosonde, le nanotube de carbone présente plusieurs avantages et, par le biais d'une fonctionnalisation spécifique, peut même devenir une sonde bien adaptée pour l'étude des systèmes biologiques. Nous proposons ici une méthode de mesure de la reconnaissance spécifique entre un peptide et un matériau non biologique afin d'envisager par la suite la fonctionnalisation des pointes AFM. Cette méthode exploite des nanoparticules fonctionnalisées avec des séquences d'acides aminés, synthétisées à partir de résultats d'approche de biologie moléculaire. Ces séquences peptidiques seront ensuite fixées sur une pointe AFM sur laquelle est ancré un nanotube de carbone ou sur une pointe usinée avec un faisceau d'ions focalisés. La fonctionnalisation se réalise ensuite par trempage, à l'aide d'un AFM dynamique, de la pointe oscillante dans une solution diluée de nanoparticules. Les mesures des déplacements de fréquence et de la dissipation peuvent nous indiquer comment les nanoparticules interagissent avec la pointe.

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Bernard, Charlotte. "Propriétés mécaniques des nanotubes de carbone en tant que nanosondes et leurs fonctionnalisation par bio-nanoparticules". Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13455.

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Resumen

La fixation d'un nanotube de carbone à l'extrémité d'une pointe AFM constitue une des approches priviliégiées pour améliorer l'exploitation des sondes locales de force. Nous présentons ici une étude comparative de nanotubes de carbone obtenus par dépôt chimique de vapeur soit en simple ou double feuillets (diamètre typique de l'ordre de 2 à 4 nm) soit en multiples fuillets (diamètre de l'ordre de 70 nm) ancrés sur la pointe. L'étude en mode dynamique de modulationde fréquence des propriétés mécaniques des nanotubes permet de mettre en évidence la compétition entre l'adhésion du nanotube sur la surface et l'énergie élastique stockée au cours de sa déformation. En tant que nanosonde, le nanotube de carbone présente plusieurs avantages et, par le bias d'une fonctionnalisation spécifique, peut même devenir une sonde bien adaptée pour l'étude des systèmes biologiques. Nous proposons ici une méhode de mesure de la reconnaissance spécifique entre un peptide et un matériau non biologique afin d'envisager par la suite la fonctionnalisation des pointes AFM. Cette méthode exploite des nanoparticules fonctionnalisées avec des séquences d'acides aminés, synthétisées à partir de résultats d'approche de biologie moléculaire. Ces séquences peptidiques seront ensuite fixées sur une pointe AFM sur laquelle est ancré un nanotube de carbone ou sur une pointe usinée avec un faisceau d'ions focalisés. La fonctionnalisation se réalise ensuite par trempage, à l'aide d'un AFM dynamique, de la pointe oscillante dans une solution diluée de nanoparticules. Les mesures des déplacements de fréquence et de la dissipation peuvent nous indiquer comment les nanoparticules interagissent avec la pointe.

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Simon-deckers, Angélique. "Effets biologiques de nanoparticules manufacturées : influence de leurs caractéristiques". Phd thesis, AgroParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004918.

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A l'aube du XXIème siècle, les nanosciences et nanotechnologies promettent des progrès remarquables dans de nombreux domaines, mais soulèvent aussi de nombreuses inquiétudes en particulier au sujet de leurs effets sur la santé humaine et l'environnement. Cette étude a pour objectif d'apporter des éléments de réponse à la compréhension de la nature et de l'origine des effets biologiques de nanoparticules manufacturées : les oxydes de titane et les nanotubes de carbone. Pour cela les effets sur la viabilité cellulaire, la localisation cellulaire et la capacité à provoquer un stress oxydant, d'un panel de ces nanoparticules caractérisées de façon poussée ont été regardés in vitro sur deux modèles cellulaires : les cellules alvéolaires humaines A549 permettant de se placer dans un contexte d'exposition de l'homme par voie respiratoire et les bactéries Escherichia coli MG1655 et Cupriavidus metallidurans CH34 permettant de se placer dans un contexte de contamination environnementale. Il apparaît que les nanoparticules étudiées ne sont pas inertes pour ces différents modèles et que la nature et l'intensité des effets observés dépendent non seulement du modèle mais surtout des conditions d'exposition et des caractéristiques physicochimiques des nanoparticules qui pour certaines ont pu être identifiées comme prépondérantes.

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Dominique, Claire. "Etude d'une décharge à pulvérisaion cathodique pour la production de poussières carbonées et étude de la croissance des nanoparticules produites". Aix-Marseille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX11028.

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Des nanoparticules sont formées en phase gazeuse par pulvérisation d'une cible de graphite dans des décharges luminescentes dans l'argon. La pulvérisation de la cathode par les ions et les atomes rapides issus du plasma permet une injection continue de carbone. Des modèles ont permis d'estimer ce flux d'atomes de carbone et l'évolution de leur distribution en énergie lors de leur transport dans le plasma : ils se refroidissent rapidement par collisions avec les atomes d'argon. Ceci produit une vapeur de carbone en sursaturation qui condense, formant les précurseurs des poussières qui sont détectées in situ par atténuation laser puis analysées par MEB, METHR et spectroscopie IR. Les particules ont des tailles supérieures à 20 nm, sont sphériques avec un aspect chou-fleur. L'évolution de la distribution de leurs tailles et la loi de croissance en fonction de la durée de la décharge ont été établies expérimentalement, attestant d'une croissance par accrétion de clusters carbonés neutres
We study the dusts growth in gas phase from graphite target sputtering in argon glow discharges. The target sputtering by ions and energetic neutrals bombardment allows carbon injection. By using models we estimate the carbon flux. Then, the evolution of the sputtered carbon atoms energy distribution during their transport in the plasma shows that they quickly cool by collisions with argon atoms. This produces a supersaturated carbon vapour which condensation induces formation of dust precursors. Dusts are detected in situ by laser attenuation, then collected and analysed by SEM, HRTEM and IR spectroscopy to get information on their size, morphology, chemical and structural composition. The dusts are higher than 20 nm, more or less spherical and cauliflower-like shaped. The evolution of the dust sizes distribution as well as the growth law as a function of discharge duration were experimentally established and reveal a growth mechanism by accretion of neutral carbonaceous clusters

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Comesaña-Hermo, Miguel. "Synthesis of cobalt-based nanohybrids and study of their magnetic and optical properties : carbon coating and functionalization with luminescent dyes". Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1229/.

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Les nanoparticules (NPs) magnétiques sont envisagées pour plusieurs applications très différentes comme le stockage magnétique d'information, la catalyse ou la médecine. Certaines propriétés indispensables pour ces applications sont liées à l'état de surface des NPs et à leur anisotropie. Pour répondre à cette demande, nous avons fonctionnalisé la surface de particules de Co de façon à les stabiliser vis-à-vis de l'oxydation et proposé une synthèse de NPs de morphologie optimisée. Plus précisément, des nanofilaments de Co ont été recuits post-synthèse selon un procédé préservant leur morphologie. Nous avons montré que la couche de carbone formée protège efficacement les NPs de l'oxydation. D'autre part, nous avons synthétisé des NPs de Co en utilisant un fluorophore organique (Rhodamine B) comme unique agent stabilisant. Ce système nous a permis d'étudier l'effet du cœur magnétique sur les propriétés optiques du fluorophore et, au même temps, d'observer comment l'excitation de la molécule liée à la surface peut induire une modulation de l'aimantation de la particule. Le même fluorophore a été utilisé pour la synthèse des NPs, conduisant à la formation de nanodisques. Ces particules sont monodomaines, bloquées à la température ambiante, paramètres fondamentaux pour leur possible implémentation dans le domaine du stockage magnétique
Cobalt nanoparticles (NPs) are important materials for applications in very different fields like magnetic storage technology, catalysis or medicine. These applications require different properties that are related with the surface state of the original particles. In this thesis we have functionalized the surface of isotropic and anisotropic Co NPs in order to fulfill this demand. Pre-synthesized Co nanowires have been submitted to a thermal treatment that permits the formation of carbon coated anisotropic objects, overcoming therefore one of the main limitations of this kind of materials: their instability towards oxidation. In other order of things, we have synthesized small Co NPs with a fluorophore (Rhodamine B) as unique stabilizer. Such system presents a very interesting opportunity to study the effect of the magnetic core over the optical properties of the dye and, at the same time, to observe how an excited organic molecule directly attached to the Co surface can have an effect over the magnetic properties of the particle. The same dye has been used under other synthetic conditions to promote the anisotropic growth of Co NPs, leading to the formation of monodisperse Co nanodisks. These particles present blocked behavior at room temperature, being therefore interesting materials for magnetic data storage devices or permanent magnets

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Louisia, Stéphane. "Synthèse de catalyseurs bimétalliques supportés sur nanotubes de carbone dopés pour pile à combustible PEM". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://oatao.univ-toulouse.fr/17815/7/louisia.pdf.

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Les recherches menées dans le domaine des piles à combustibles à membrane échangeuse de protons (PEMFCs) depuis le début des années 1980 ont permis de considérablement améliorer leurs performances. Deux principaux verrous persistent néanmoins au niveau des catalyseurs : le coût et la stabilité. En effet, pour obtenir de bonnes performances, il faut que la couche active cathodique soit relativement chargée en métaux nobles, comme le platine, ce qui a un coût important. En plus d’être couteux, les catalyseurs utilisés commercialement sont sujets à différents phénomènes de dégradation, notamment l’oxydation du support carboné. Les travaux décrits dans cette thèse visent à produire des catalyseurs bimétalliques supportés sur des nanotubes de carbones dopés, afin de préparer des structures actives pour la Réaction de Réduction de l’Oxygène (ORR) et résistantes dans les conditions de fonctionnement des PEMFCs. La première étape a été la synthèse de nanotubes de carbone dopés à l’azote (N-CNT) ou au soufre (S-CNT). Différents traitements et fonctionnalisations ont été testés pour faciliter le dépôt et la dispersion de nanoparticules métalliques à la surface des nanotubes, faciliter l’intégration du catalyseur dans la couche active et ralentir le phénomène d’oxydation du carbone. Des nanoparticules bimétalliques PtCo et PtNi ont été préparées en utilisant une méthode de synthèse originale utilisant un liquide ionique comme stabilisant. Tous les catalyseurs ainsi synthétisés ont présenté des surfaces électro-actives (ECSA) élevées et de bonnes activités pour l’ORR. Les plus pertinents ont été étudiés en mono-cellules de 25 cm². Ils présentent de meilleurs résultats aux tests de dégradation accélérés du support carboné, comparés à une référence commercial PtCo supporté sur noir de carbone. Une diminution du chargement en platine de la couche active cathodique de 0,4 mgPt/cm² à 0,2 mgPt/cm² a permis d’améliorer les performances de la mono-cellule en diminuant notamment les limitations dûes au transport de matière dans la couche active.

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Cornelio, Benedetta. "Nanoparticules de palladium comme catalyseurs : Conception, analyses et application pour la préparation de dérivés bisaryliques d'intérêt biologique". Thesis, Reims, 2014. http://www.theses.fr/2014REIMP203.

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Un grand nombre de 3,4-bisindolylmaléimides possède une activité inhibitrice des protéine-kinases. Les 3-isothiazolone-1,(1)-(di)oxydes pouvant être considérées comme des analogues de la maléimide, la fonctionalisation des 5-chloro- et 4,5-dichloro-3-isothiazolone 1,(1)-(di)oxydes par des réactions de couplage palladocatalysé de Suzuki-Miyaura, permet d'accéder aux analogues “thia” des 3,4-bisindolylmaléimides. La synthèse de sulfonamides primaires tels que les dérivés 4-(hétéro)aryl substitués du benzènesulfonamide comme inhibiteurs potentiels de l'anhydrase carbonique, a également été envisagée dans ce travail.Une collection de matériaux hybrides constitués de nanoparticules de palladium adsorbées sur des nanostructures de carbone a été préparée et testée dans des réactions de couplages palladocatalysés, comme catalyseurs en milieu hétérogène. Le plus efficace d'entre eux, associant des nanoparticules de palladium stabilisées par le dodécanethiol et adsorbées sur des nanotubes de carbones “multi-walled”, a été employé afin de préparer vingt-quatre nouveaux dérivés 4-(hétéro)aryl substitués du benzènesulfonamide. L'échec de l'utilisation de ce catalyseur dans les reactions de fonctionalisation des isothiazolone-1,(1)-(di)oxydes nous a contraints à employer un catalyseur plus conventionnel, le PdCl2(dppf)•CH2Cl2.Le dernier volet de ce projet visait à concevoir des catalyseurs à base de nanoparticules de palladium encapsulées dans des nanofibres de carbone “grafitisées” (nanoréacteurs). Une série de nanoréacteurs a pu être préparée et nous avons étudié l'effet du confinement généré à l'intérieur de la nanofibre, sur la réaction palladocatalysée de Suzuki-Miyaura
3,4-bisindolylmaleimides possess an inhibitory activity against protein kinase. Because 3-isothiazolone-1,(1)-(di)oxide can be considered as maleimide analog, 5-chloro and 4,5-dichloro-3-isothiazolone-1,(1)-(di)oxide were functionalised using a palladium-catalysed Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction achieving the “thia” analogs of 3,4-bisindolylmaleimides. We were also interested in the preparation primary sulfonamides such as 4-(hetero)aryl substituted benzenesulfonamides as carbonic anhydrases inhibitors.A series of hybrid materials comprising palladium nanoparticles adsorbed on carbon nanostructures has been prepared and tested as heterogeneous catalysts of palladium-mediated cross-coupling reactions. The best catalyst, resulting in palladium nanoparticles stabilised by dodecanethiol adsorbed on multi-walled carbon nanotubes, was employed in Suzuki-Miyaura reactions for the preparation of twenty-four new 4-(hetero)aryl substituted benzenesulfonamides. As this catalyst failed in the functionalisation of isothiazolone-1,(1)-(di)oxides, this latter was realised using a more conventional catalyst, PdCl2(dppf)•CH2Cl2.A last part of the project aimed to the conception of catalysts made of palladium nanoparticles encapsulated in graphitised carbon nanofibres (nanoreactors). We prepared a series of nanoreactors and we studied the effect of the confinement inside the nanofibre channel on the Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction

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Berciaud, Stéphane. "Détection photothermique et spectroscopie d'absoption de nano-objets individuels: nanoparticules métalliques, nanocristaux semiconducteurs, et nanotubes de carbone". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00123471.

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Ce manuscrit décrit le développement de la technique d'Imagerie Photothermique
Hétérodyne (PHI). Cette nouvelle méthode optique en champ lointain permet de détecter une
grande variété de nano-objets individuels absorbants (nanoparticules métalliques jusqu'à 1.4 nm
de diamètre, nanocristaux semiconducteurs, nanotubes de carbone métalliques et semiconducteurs,.
. .), sur un fond « noir », avec un très bon rapport signal à bruit. Le signal photothermique
a été caractérisé expérimentalement sur des nanoparticules d'or individuelles. Les mesures obtenues
sont comparées à des calculs analytiques issus d'un modèle électrodynamique. Etant donné
que ce signal est directement proportionnel à la puissance absorbée, la méthode PHI ouvre la
voie à des expériences de spectroscopie d'absorption à l'échelle du nano-objet individuel. Dans
un premier temps, nous avons sondé la résonance plasmon de surface de nanoparticules d'or
individuelles de 5 à 33 nm de diamètre. Cette étude a abouti à l'observation d'effets de taille
intrinsèques, analysés dans le cadre de la théorie de Mie. Nous avons ensuite mesuré les spectres
d'absorption de nanocristaux individuels de CdSe en régime multiexcitonique. Pour un même
nanocristal, la comparaison des spectres d'absorption photothermique et d'émission permet de
discuter l'origine physique du signal photothermique. Enfin, nous avons caractérisé la structure
de nanotubes de carbone semiconducteurs et métalliques individuels en analysant leurs spectres
d'absorption autour de leurs premières résonances optiques.

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Berciaud, Stéphane. "Détection photothermique et spectroscopie d'absorption de nano-objets individuels : nanoparticules métalliques, nanocristaux semiconducteurs, et nanotubes de carbone". Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13278.

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Cette thèse décrit le développement de la technique d'Imagerie Photothermique Hétérodyne (PHI). Cette nouvelle méthode optique en champ lointain permet de détecter une grande variété de nano-objets individuels absorbants (nanoparticules métalliques jusqu'à 1. 4 nm de diamètre, nanocristaux semiconducteurs, nanotubes de carbone métalliques et semiconducteur,. . . )sur un fond "noir", avec un très bon rapport signal à bruit. Le signal photothermique a été caractérisisé expérimentalement sur des nanoparticules d'or individuelles. Les mesures obtenues sont comparées à des calculs analytiques issus d'un modèle électrodynamique. Etant donné que ce signal est directement proportionnel à la puissance absorbée, la méthode PHI ouvre la voie à des expériences de spectroscopie d'absorption à l'échelle du nano-objet individuel. Dans un premier temps, nous avons sondé la résonance plasmon de surface de naoparticules d'or individuelle de 5 à 33 nm de diamètre. Cette étude a abouti à l'observation d'effets de taille intrinsèques, analysés dans le cadre de la théorie de Mie. Nous avons ensuite mesuré les spectres d'absorption de nanocristaux individuels de CdSe en régime multiexcitonique. Pour un même nanocristal, la comparaison des spectres d'absorption photothermique et d'émission permet de discuter l'origine physique du signal photothermique. Enfin, nous avons caractérisé la structure de nanotubes de carbone semiconducteurs et métalliques individuels en analysant leurs spectres d'absorption autour de leurs premières résonances optiques.

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Nguyen, Huu Nha. "Modélisation du transport classique et quantique dans les transistors à nanotube de carbone". Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112034.

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Un point commun de nombreux MOSFET à NTC (CNTFET) est la présence d’une barrière Schottky à l’interface nanotube-métal des contacts de source et de drain. Aussi, dans ce travail de thèse, j’ai développé un modèle pour tenir compte des contacts Schottky dans l’étude de CNTFET par simulation semi-classique de type Monte Carlo. Les performances statiques et dynamiques sont analysées en fonction des paramètres matériaux et géométriques de la structure comme la hauteur de la barrière Schottky à l’interface métal-nanotube, la longueur de la grille, l’épaisseur de l’oxyde de grille et le diamètre du nanotube. De plus, des comparaisons sont faites avec des dispositifs à contacts ohmiques. On présente ensuite une analyse détaillée du transport dans le canal des transistors à nanotube de carbone à contacts ohmiques. Dans un premier temps, une forte balisticité est mise en exergue à partir de simulations classiques du transport ce qui nous conduit tout naturellement à étudier l’influence du transport quantique par le formalisme Monte Carlo Wigner sur le comportement microscopique et macroscopique du transistor. Les comparaisons des résultats microscopiques issus des formalismes de Boltzmann et de Wigner mettent en évidence l’existence dans le CNTFET de phénomènes de cohérence très marqués. Cependant, on constate curieusement au niveau macroscopique que la différence entre les courants de Wigner et de Boltzmann est d’autant plus faible que la longueur de grille diminue. En effet, plus la longueur de grille diminue, plus l’effet tunnel source-drain compense en partie les réflexions quantiques en fin de canal qui dépendent peu de la longueur de grille. De ce fait, les courants classique et quantique deviennent très proches
The development of new electronic devices from carbon-based nano materials (graphene, nanoribbons, nanotubes) opens attractive perspectives. Most of the devices, mainly field effect transistors (MOSFETs), are based on classical structures where the channel consists of a unidimensional carbon nanotube which has much higher transport properties than silicon. A common feature of many carbon nanotube MOSFETs (CNTFETs) is the existence of a Schottky barrier at the nanotube-metal interface of source and drain contacts. So, in the thesis, I have developed a model to take into account Schottky contacts in semiclassical Monte Carlo simulation of CNTFETs. The static and dynamic performances are analysed as a function of material parameters and structure geometries such as Schottky barrier height at metal-nanotube interface, gate length, gate oxide thickness, and nanotube diameter. Moreover, we compare the performances with those of ohmic contact devices. We present then a detailed analysis of transport in the channel of ohmic contact carbon nanotube transistors. Firstly, a strong ballisticity is obtained from classical simulation. It leads naturally to study the influence of quantum transport on microscopic and macroscopic transistor behaviours by the Wigner Monte Carlo formalism. Comparisons between microscopic results from Boltzmann formalism and Wigner formalism show the existence of coherent phenomena in CNTFETs. Meanwhile we notice that at macroscopic scale the difference between Wigner and Boltzmann currents is weaker when the gate length decreases. In fact, for smaller gate length, the source-drain tunnelling effect partly compensates quantum reflection at the end of the channel while the latter depends weakly on the gate length. That is the reason why the classical and quantum currents become quite similar

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Sahraoui, Yosra. "Électrodes modifiées par des matériaux composites fonctionnalisés pour application capteurs et biocapteurs". Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10071.

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Resumen

L'objectif de cette étude consiste à développer des électrodes modifiées à base des nanomatériaux à visées électroanalytiques. Pour ce faire, différentes méthodes de modification des électrodes ont été proposées à savoir la fonctionnalisation chimique, par adsorption et par électropolymérisation, en se servant des interactions électrostatiques et covalentes entre les surfaces des électrodes et les nanomatériaux (les nanoparticules magnétiques, les nanoparticules d'or, les polyoxométallates et les nanotubes de carbone). Les électrodes modifiées préparées ont permis de réaliser des dispositifs de détection (capteurs et biocapteurs) caractérisés par des performances analytiques intéressantes en termes de sensibilité et limite de détection. Des biocapteurs d'urée, à base d'électrodes semiconductrices, fonctionnalisées par des nanoparticules magnétiques portant l'enzyme uréase, ont permis d'obtenir de grandes sensibilités de détection de l'urée. Des capteurs chimiques pour la détection sensible de l'ion nitrite ont été obtenus en fonctionnalisant des électrodes de carbone vitreux et de diamant dopé au bore par des polyoxométallates. La combinaison de deux types des nanomatériaux (nanotubes de carbone et polyoxométallates hybrides) a permis l'obtention d'une structure originale qui présente les propriétés conductrices des nanotubes et électrocatalytiques des polyoxométallates. Ces structures originales ont permis la réalisation de biocapteurs enzymatiques de haute sensibilité pour la détection du glucose et du catéchol
The objective of the study consists in the development of modified electrodes, based on nanomaterials for electroanalytical applications. In this aim, different methods of modification of the electrodes have been proposed: chemical functionalization, adsorption and electropolymerization, using the electrostatic and covalent interactions between electrode surfaces and nanomaterials (magnetic nanoparticles, gold nanoparticles, polyoxometallates and carbon nanotubes). The prepared modified electrodes have allowed the obtaining of detection devices (sensors and biosensors) characterized for their interesting analytical performances in terms of sensitivity and detection limit. Urea biosensors, based on semi-conducting electrodes, functionalized with magnetic nanoparticles coated with urease enzyme, have allowed the sensitive detection of urea. Chemical sensors for the sensitive detection of nitrite ion have been obtained through functionalization of glassy carbon electrodes and boron doped diamond electrodes with polyoxometallates. The combination of both types of nanomaterials (carbon nanotubes and hybrid polyoxometallates) have allowed the obtaining of an original structure that presents conductive properties of nanotubes and electrocatalytic properties of polyoxometallates. These original structures have allowed the fabrication of enzymatic biosensors with a high sensitivity for the detection of glucose and catechol

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El, Mel Abdel-Aziz. "Etude de nanocomposites métal/carbone synthétisés par procédé plasma hybride : des couches minces aux nanofibres". Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2082.

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Un procédé plasma hybride a été employé pour préparer des couches minces nanocomposites métal/carbone. Ce procédé combine la pulvérisation magnétron d’une cible métallique et le dépôt de carbone en phase vapeur assisté par plasma en utilisant le méthane comme précurseur. Deux matériaux ont été considérés : titane/carbone (TiC/a-C) et nickel/carbone (Ni/a-C). L’évolution de la composition et de la microstructure des couches a été étudiée en fonction des conditions de synthèse. Les couches TiC/a-C sont formées de nanoparticules de TiC aléatoirement dispersées dans une matrice de carbone amorphe hydrogénée. En ajustant la teneur en carbone dans les couches, la taille des nanoparticules peut être contrôlée de 3 nm jusqu'à 30 nm. La dureté de ces couches, évaluée par nanoindentation, varie entre 10 et 35 GPa. Les couches Ni/a-C suivent une évolution microstructurale différente de celle des couches TiC/a-C. À faible taux de carbone, les couches sont constituées de nanofils de nickel perpendiculaires à la surface du substrat. Ces nanofils sont enrobés par une matrice de carbone amorphe. Lors de l’augmentation du taux de carbone dans les couches, la phase de nickel s’auto-organise sous forme de nanoparticules sphériques. Le comportement électrique de ces couches ainsi que leur utilisation pour la synthèse de nanotubes de carbone ont été également étudiés. Une nouvelle méthode de dépôt de nanofibres a aussi été développée à partir de substrats de silicium nanostructuré. Les nanofibres obtenues (Ni, Ti, ZnO, etc) ont des diamètres de l’ordre de 100 nm pour des longueurs pouvant atteindre le centimètre
In this work, a hybrid plasma process has been employed for the first time to prepare metal/carbon nanocomposites thin films. This process combines magnetron sputtering of metal target and plasma enhanced chemical vapor deposition using methane as a precursor for carbon deposition. Two materials have been considered for this study: titanium/carbon (TiC/a-C) and nickel/carbon (Ni/a-C). The evolutions of the chemical composition and the microstructure of the films as a function of the deposition conditions have been studied. The microstructure analysis revealed that the TiC/a-C films were formed of TiC nanoparticles embedded in a hydrogenated amorphous carbon (a-C) matrix. By adjusting the carbon content within the films, the size of the nanoparticles can be controlled from 3 nm up to 30 nm. The hardness of these films, evaluated by nanoindentation, varies between 10 and 35 GPa. On the other hand, the Ni/a-C films have shown a different type of microstructure. At low carbon content the films consist of nickel nanowires of high aspect ratio embedded in a-C matrix. When increasing the carbon content within the films, the nickel phase takes a form of spherical nanoparticles instead of nanowires. The electrical behavior of these films as well as their use for the synthesis of carbon nanotubes have been also investigated. After optimizing the deposition of thin films, a new method devoted for the fabrication of nanofibers has been developed. This method is based on a direct deposition of the material onto a nano-grated silicon substrate which serves as a template. The obtained nanofibers (Ni, Ti, ZnO) have a diameter of about 150 nm and a length up to several millimeters

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Sanfins, Elodie. "Etude de la Régulation de l'activité de l'arylamine N-acetyltransferase (NAT) par les nanoparticules de noir de carbone". Paris 7, 2011. http://www.theses.fr/2011PA077110.

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Resumen

Les arylamine TV-acétyltransférases (NATs) sont des enzymes du métabolisme des xénobiotiques (polluants médicaments. . . ) qui jouent un rôle majeur dans la detoxication et/ou la bioactivation des aminés aromatiques composés parmi lesquels figurent de nombreux cancérogènes. Nous avons étudié l'effet des nanoparticules (NPs) de Noir de carbone sur la capacité de biotransformation d'aminés aromatiques cancérogènes par l'enzyme NATl humaine. Ces NPs sont décrites comme potentiellement toxiques et l'exposition à celles-ci peut se faire de manière concomitante à des aminés aromatiques par exemple dans le cadre d'activités professionnelles (industrie du caoutchouc). Les résultats obtenus indiquent que l'incubation de l'enzyme NATl avec les NPs entraine une inhibition dose-dépendante de l'acétylation des aminés aromatiques. Des analyses cinétiques et des expériences d'ultracentrifugation indiquent que l'enzyme s'adsorbe rapidement sur les NPs conduisant à son inhibition. De plus, des expériences de dichroïsme circulaire mettent en évidence que l'interaction entre les NPs et l'enzyme conduit à un changement de sa structure secondaire vraisemblablement responsable de son inhibition irréversible. Enfin, l'exposition aux NPs de cellules épithéliales pulmonaires en culture conduit à l'inhibition de l'enzyme endogène et à une altération de la capacite d'acétylation des aminés aromatiques par les cellules. L'ensemble de ces données suggèrent que l'exposition à certaines NPs est susceptible d'altérer le métabolisme de polluants aromatiques et de contribuer ainsi à en accroître le potentiel toxique
Arylamine N-acetyltranferases (NATs) are xenobiotic metabolizing enzymes that play a major role in the detoxication and/or the bioactivation of aromatic amines some of which are carcinogenic. We have studied the effects of carbon black nanoparticles (NPs) on the biotransformation of carcinogenic aromatic amines by the human NATl. These NPs are potentially toxic and they co-exist with AAs in professional environment such as the rubber industry. The results obtained in this study show that the incubation of recombinant human NATl with increasing concentrations of NPs lead to the dose dependant inhibition of the biotransformation activity of the enzyme. Kinetic analysis and ultracentrifugation assays point out that the enzyme is rapidly adsorbed on the NPs leading to its irreversible inhibition Furthermore, circular dichroïsm data highlighted that NP-NAT1 interaction induce changes in the secondary structure of the enzyme probably responsible for its irreversible inhibition. Finally, the exposition by NPs of pulmonary epithelial cells in culture leads to the inhibition of the endogenous enzyme and to the alteration of the cell dependant acetylation of aromatic amines. Overall the results suggest that the exposition by NPs may alter the metabolism of aromatic pollutants and may contribute to the increase in NP potential toxicity

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Moreira, Da Silva Cora. "Développement d'une stratégie de synthèse de catalyseurs métalliques pour la croissance sélective de nanotubes de carbone". Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASF013.

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Dans l'ère de la miniaturisation de composants électroniques toujours plus puissants, les nanotubes de carbone (CNTs) sont l'un des matériaux les plus prometteurs. La réalisation de transistors à base de SWCNTs est devenue un réel enjeu scientifique et économique. Malheureusement, les CNTs mono-paroi, essentiels à cette nanotechnologie, peuvent être soit métalliques soit semi-conducteurs en fonction de leur structure atomique et nous ne savons pas encore les sélectionner de façon suffisamment efficace au cours de leur synthèse. De nombreuses équipes de recherche travaillent depuis près de 25 ans dans ce but. La technique de croissance ayant montré la plus grande sélectivité est la CVD (dépôt chimique en phase vapeur) assistée par des nanoparticules jouant le rôle de catalyseurs. En s’appuyant sur des études théoriques démontrant l’importance de la solubilité de carbone au sein des catalyseurs pour une croissance sélective, plusieurs groupes se sont focalisés sur l'utilisation de nanoparticules (NPs) bimétalliques composées d'atomes solubilisant le carbone (Co, Fe, Ni) alliés à des atomes ne le solubilisant pas (Ru, W etc.), pour pouvoir jouer sur la concentration en carbone de ces nano réacteurs au moment de la croissance. Le but de cette thèse est de développer une stratégie de synthèse de nanoparticules métalliques, de taille, de forme et de composition chimique contrôlée, commune à plusieurs systèmes catalytiques, pour pouvoir jouer sur les mécanismes régissant la croissance de CNTs de façon parfaitement maitrisée. Nous proposons ici une méthode de synthèse colloïdale à température contrôlée, permettant l'obtention de NPs en solution solide, homogènes en volume, de formes, de tailles et de compositions chimiques contrôlées. Cette méthode permet la synthèse de nano-alliages, qu’ils soient bi-, tri-, tétra-, ou même pentamétalliques. L’étude de ces particules par microscopie électronique en transmission nous a permis, de plus, de mettre en évidence la présence d'une force en surface agissant sur les NPs colloïdales et sur leur paramètre de maille. Enfin, nous avons testé ces nouvelles particules en les soumettant à un gaz carboné dans un microscope environnemental (NanoMAX – LPICM et IPCMS - Strasbourg), ce qui a permis de valider la viabilité de notre voie colloïdale pour la synthèse de nanotubes de carbone et avons suivi in situ leur croissance
In the age of miniaturization of ever more powerful electronic components, carbon nanotubes (CNTs) are one of the most promising materials. The realization of transistors based on SWCNTs has become a real scientific and economic challenge. Unfortunately, the single-wall CNTs, essential to this nanotechnology, can be either metallic or semiconductor depending on their atomic structure and we do not yet know how to select them sufficiently efficiently during their synthesis. Numerous research teams have been working for nearly 25 years for this purpose. The growth technique that has shown the greatest selectivity is CVD (chemical vapor deposition) assisted by nanoparticles acting as catalysts. Based on theoretical studies demonstrating the importance of carbon solubility within catalysts for selective growth, several groups have focused on the use of bimetallic nanoparticles (NPs) composed of carbon-solubilizing atoms (Co , Fe, Ni) allied to atoms which do not dissolve it (Ru, W etc.), in order to be able to play on the carbon concentration of these nanoreactors at the time of growth. The aim of this thesis is to develop a strategy for the synthesis of metallic nanoparticles, of size, shape and controlled chemical composition, common to several catalytic systems, in order to be able to play on the mechanisms governing the growth of CNTs in a perfectly controlled manner. We propose here a method of colloidal synthesis at controlled temperature, making it possible to obtain NPs in solid solution, homogeneous in volume, shapes, sizes and controlled chemical compositions. This method allows the synthesis of nano-alloys, whether they are bi-, tri-, tetra-, or even pentametallic. The study of these particles by transmission electron microscopy has also enabled us to highlight the presence of a force on the surface acting on the colloidal NPs and on their lattice parameter. Finally, we tested these new particles by exposing them to a carbon gas in an environmental microscope (NanoMAX - LPICM and IPCMS - Strasbourg), which validated the viability of our colloidal pathway for the synthesis of carbon nanotubes and have followed in situ their growth

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Luo, Jingjie. "Formation de nanoparticules d'or supportées sur silice Stöber : mécanismes et applications". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01038161.

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Dans ce travail, les nanoparticles d'or supportées ont été étudiées en raison de leur fort potentiel dans les domaines de la catalyse. Des sphères de silice obtenues par la voie Stöber ont été synthétisées et utilisées comme supports des nanoparticules d'or. Les précurseurs d'or sont des solutions colloïdales possédant des nanoparticules d'or homogènes et de petite taille (environ 3 nm). Les matériaux préparés avec ou sans addition d'un nouvel élément ont été utilisés dans les réactions de l'oxydation du CO et une réaction inédite pour l'or: l'oxydation sélective de l'H2S.Les résultats indiquent que l'utilisation de colloïdes d'or comme précurseurs permet de contrôler la taille et la dispersion avant le dépôt et ceci est facilité par les propriétés optiques des nanoparticules de ce métal. Pour les propriétés catalytiques, outre la dispersion, on confirme très clairement par cette méthode de synthèse que l'interaction Au/Support joue un rôle majeur. L'addition d'un second métal augmente significativement l'activité des matériaux à base d'or. Les particules d'or et de Cu se rassemblent sous les conditions réactionnelles testées. Dans le cas de l'oxydation du CO, de petites quantités d'espèce d'or partiellement oxydée sont générées et forment une glue avec les espèces Cu2+ également formées au cours de la réaction et ceci permet de fixer les nanoparticules sur le support. Dans le cas de l'oxydation sélective de H2S, il a été montré que le système est résistant au soufre, y compris sur une longue durée de test. Les silices Stöber se sont avérées comme des supports catalytiques très intéressants car non poreux et formés de particules de petites tailles, ils sont aptes à exposer les phases actives de l'or aux réactifs, diminuant la pression de surface et facilitant le transfert thermique. Il a également été prouvé que ce matériau peut être mis en compétition avec les matériaux mésoporeux, ces derniers étant jugés indispensables pour obtenir de hautes activités en catalyse hétérogènes jusque là.

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Pana, Cristina. "Development of new carbon hybrid materials for Li+ and Na+ ion batteries applications". Thesis, Mulhouse, 2018. http://www.theses.fr/2018MULH0541.

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Resumen

Au cours des dernières années, de nombreuses recherches se sont concentrées sur les batteries afin de satisfaire leur demande croissante pour de nombreuses applications. Les matériaux hybrides métal/carbone ont fait l'objet d'une grande attention en tant qu'anodes pour les batteries ioniques Li et Na en raison de leur capacité plus élevée par rapport aux anodes graphite/carbone dur. Cependant, l'expansion de la taille des NPs métalliques et la forte capacité irréversible pendant le 1ercycle sont les principaux inconvénients à surmonter et représentent l'objectif principal de cette thèse. Trois types d'hybrides ont été étudiés (C@Sn et C@SiO2pour les LIBs, et C@Sb pour les NIBs) et des voies de synthèse originales ont été développées qui ont permis d'obtenir des matériaux avec des NPs petites et homogènes distribuées dans le réseau de carbone. Plusieurs paramètres expérimentaux ont été optimisés, conduisant à une vaste palette de matériaux avec des porosités, des structures et des granulométries différentes. La température et la charge de particules se sont avérées être les principaux paramètres affectant la porosité et la taille des particules ainsi que les performances électrochimiques. L'augmentation de la température et de la charge de NPs ont conduit à une porosité plus faible qui a permis de diminuer la capacité irréversible et d'améliorer la capacité réversible. En même temps, le cycle à long terme a été affecté négativement en raison de la formation de particules non confinées et agglomérées. Un compromis entre la charge de carbone/porosité/structure a été déterminé pour chaque système et les mécanismes électrochimiques traités sur la base d'analyses post-mortem
During the last years a lot of research has been focused on batteries to satisfy their increasing demand for a broad application. Metal-based/carbon hybrid materials received great attention as anodes for Li and Na ion batteries due to their higher capacity compared to graphite/hard carbons anodes. However, the metal particle size expansion and the high irreversible capacity during cycling are the main inconvenients to be overcome and represent the main goal of this thesis. Three type of hybrids were studied(C@Sn and C@SiO2for LIBs, and C@Sb for NIBs) and original synthesis pathways were developed which allowed to obtain materials with small and homogeneous distributed particles in the carbon network. Several experimental parameters were tuned leading to a large pallet of materials exhibiting different porosities, structures and particle size/distribution. The temperature and the particle loading were found to be the main parameters affecting the porosity and the particle size and further the electrochemical performances. The increase of both temperature and particle loading lead to smaller porosity which successfully allowed to diminish the irreversible capacity and to improve the reversible capacity. In the same time, the long-term cycling was negatively affected due to the formation of un-confined and agglomerated particles. The extent of particle agglomeration and consequently of capacity fading was found to depend on the type of metal and synthesis route. A compromise between the carbon loading/porosity/structure was determined for each system and the electrochemical mechanisms addressed based on post-mortem analyses

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Neabo, Jules Romeo. "Synthèse des matériaux riches en carbone à partir de la polymérisation topochimique des diacétylènes". Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30071/30071.pdf.

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Resumen

La présente thèse traite de deux thèmes principaux de synthèse des nano-objets organiques riches en carbone. Ces deux projets ont pour point commun la réaction topochimique initiée par la lumière des diacétylènes pour donner des polydiacétylènes. Dans le chapitre 1, une revue de la littérature présente la dernière actualité sur la synthèse des nanotubes organiques, des nanorubans de graphène, des foldamères et des polydiacétylènes ainsi que des méthodes de caractérisation de ces composés. Dans le second chapitre, il est démontré la possibilité de polymérisation photochimique des diacétylènes portant des substituants phényles à l’état gel. La méthode de synthèse, les propriétés de gélification, la polymérisation et la caractérisation du matériau final (propriétés optiques et spectroscopiques) sont présentées.Dans le troisième chapitre, la synthèse et la caractérisation des nanoparticules de carbone solubles et fluorescentes par polymérisation topochimique à l’état gel d’un dérivé du diaryloctatétrayne sont présentées. Dans le chapitre quatre, une stratégie de synthèse d’un nano-objet organique de type nanocorde est présentée. Une molécule ayant la forme d’une étoile portant des unités diarylbutadiynes est synthétisée, la polymérisation sous forme de xérogel est effectuée et les propriétés optiques et spectroscopiques examinées. La largeur de bande interdite de ce nouveau matériau est comparée à celle du chapitre deux. Le chapitre cinq présente la synthèse des nanorubans de graphène par cyclo-aromatisation des polydiacétylènes obtenus par polymérisation topochimique à l’état gel des oligomères de diarylbutadiyne. Le chapitre six est consacré aux résultats préliminaires de la contribution à la synthèse des nanotubes organiques à partir des foldamères de méta-poly(phénylène butynylène).
The present thesis describes two strategies toward the synthesis of carbon-rich nano-objects namely organic nanotubes and graphene-like materials. The common point of our methodology is based on topochemical polymerization of phenyl-terminated diacetylene units derivatives. The proof-of-concept regarding the topochemical polymerization of diarylbutadiyne derivatives in the gel state is presented in chapter two. The same strategy is used to study the topochemical polymerization of octatetrayne derivatives in the same state. Optical properties show that the resulting material is made of carbon-rich nanoparticles with variable sizes. The overall results are included in chapter three. Chapter four describes the synthesis of polydiacetylene nanowires by topochemical polymerization of star-shaped molecules containing diarylbutadiyne moieties. The chapter five, which is the most important, describes the synthesis of defect-free graphene-like material from temperature mediated cycloaromatization reaction of 2D polydiacetylene obtained by topochemical polymerization of oligomers of diarylbutadiyne precursor. Finally, chapter six presents attempt toward the synthesis of organic nanotubes from topochemical polymerization of diacetylene from meta-poly(phenyl butadiyne) foldamers.

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Kerdi, Fatmé. "Nouveaux carbones mésostructurés comme supports de nanoparticules d’or pour des oxydations sélectives aérobies". Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10170/document.

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Des nanoparticules d’or dispersées dans un carbone mésoporeux CMK-n (n = 1,3 et 8) ont été obtenues par une méthode originale qui consiste à répliquer des silices mésoporeuses dans lesquelles les particules d’or ont été préalablement formées. La taille des particules d’or est plus petite lorsque la surface de la silice est fonctionnalisée par un thiol (MPTMS) (dAu ~ 2 nm) que par un ammonium (TPTAC) (dAu ~ 6 nm). La taille des particules d’or dans les répliques peut être contrôlée à la fois par la température de calcination du moule et par la température de pyrolyse de la source de carbone. Bien que les répliques carbonées soient beaucoup mieux dispersées dans le milieu réactionnel apolaire que les moules siliciques correspondants, elles sont moins actives dans les oxydations aérobies du cyclohexène et du trans-stilbène en phase liquide. Les meilleures performances dans l'oxydation de ces deux molécules ont été obtenues sur les répliques pyrolysées à 750°C et contenant des particules d’or de taille moyenne d'environ 2 nm. Les très petites particules sont moins actives, probablement parce qu'elles sont complètement enrobées par du carbone, donc inaccessibles. Les performances catalytiques de nos répliques ont été comparées avec celles d'un catalyseur Au/CMK-3 préparé par dépôt colloïdal sur un carbone mésoporeux pré-formé. Les résultats montrent que nos catalyseurs sont beaucoup moins actifs que celui préparé par dépôt colloïdal, car la majorité des particules dans nos répliques sont recouvertes par du carbone. L'inaccessibilité des particules aux gaz a été confirmée par une mesure de chimisorption d’hydrogène sur un catalyseur Pt/CMK-3 préparé par une méthode identique
Highly dispersed gold nanoparticles in ordered mesoporous carbons CMK-3 have been obtained by an original method which consists in replicating mesoporous SBA-15 silicas containing gold nanoparticles. The gold particle size is smaller when the silica surface is functionalized with a thiol (mercaptopropyl graft, MPTMS) (dAu ~ 2 nm) than with an ammonium (TPTAC) (dAu ~ 6 nm). The gold particle size in replicas can be controlled by both the calcination temperature of the silica template and the pyrolysis temperature of the carbon source. Although the carbon replicas are much better dispersed in non polar solvents than the corresponding silica templates, they are less active in the aerobic oxidations of cyclohexene and trans-stilbene in the liquid phase. The best performances in the oxidation of these two molecules have been obtained on replicas pyrolysed at 750°C and containing gold particles with an average size of about 2 nm. The very small particles are unexpectedly less active probably because they are completely coated by carbon, and thus inaccessible. The catalytic performances of our replicas have been compared with those of a Au/CMK-3 catalyst prepared by colloidal deposition onto a preformed mesoporous carbon replica. The results show that our catalysts are much less active than that prepared by colloidal deposition because the majority of particles in our replicas are covered by carbon. The inaccessibility of particles to gases has been confirmed by hydrogen chemisorption on a Pt/CMK-3 catalyst prepared by an identical method

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Bouvrée, Audrey. "Développement de composites polymères conducteurs (CPC) en couches minces pour la détection de vapeurs". Lorient, 2007. http://www.theses.fr/2007LORIS108.

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Ce travail de thèse a pour objectif l'élaboration de nouveaux Composites Polymères Conducteurs en couches minces possédant des propriétés chémo-électriques nécessaires à la détection de solvant. Le premier chapitre de ce mémoire est une étude bibliographique permettant d'introduire et de présenter les CPC. Le principe de la percolation sur lequel repose la conductivité de ces composites ainsi que le principe de la détection de vapeurs sont notamment abordés. La diffusion de solvant dans une matrice polymère est également abordée afin de cerner quels sont les phénomènes responsables de la détection. Le chapitre se conclut par une présentation des différentes applications des CPC. L'étude bibliographique présentée dans le second chapitre permet d'aborder la structuration de réseaux de nanoparticules conductrices en couche mince, qui peut être contrôlée par différentes stratégies (utilisation de volumes exclus, auto-association des charges conductrices, modification des énergies de surface). Le troisième chapitre est consacré aux matériaux et techniques exploités pour l'élaboration et la caractérisation des CPC. Le quatrième chapitre présente l'élaboration et les caractérisations morphologiques et chémo-électriques de couches minces de CPC microstructurés à base de nanoparticules de carbone, obtenus par vaporisation couche par couche. Le dernier chapitre est consacré à l'élaboration et la caractérisation de CPC nanostructurés à base de nanoparticules d'or. Les nanoparticules d'or sont individuelles, ce qui permet de mener des investigations pour structurer le réseau conducteur, afin d'apporter des informations quant aux mécanismes de conduction à l'échelle nanométrique
The aim of this thesis is to develop new Conductive Polymer Composites in thin layer with chemo-electric properties for solvent sensing. The first chapter is a literature review to introduce and present CPCs. The percolation and vapor sensing principles are discussed. The solvent diffusion in a polymer matrix is also addressed in order to identify what are the phenomena responsible for sensing. Finally, a presentation of different applications for CPCs. The second chapter is a literature review and deals with the structuration of the conductive nanoparticles network in thin layers. The third chapter is devoted to materials and techniques used in the preparation and characterisation of CPCs. The fourth chapter presents the preparation, morphological and chemo-electrical characterisations of thin layers of microstructured CPCs-based carbon nanoparticles. The final chapter presents the preparation and characterization of nanostructured CPCs-based gold nanoparticles

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Bonnin, Maëlle. "Diversité structurale des agrégats de carbone et d'hydrogène, implications pour les porteurs des bandes aromatiques infrarouges". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS156/document.

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Resumen

L’émission IR de nombreuses lignes de visée dans le milieu interstellaire (ISM) présente des bandes d’émission appelées AIBs, habituellement attribuées aux hydrocarbures aromatiques polycyliques (PAHs). Identifier les porteurs des AIBs permettrait une meilleure compréhension de l’évolution de la matière carbonée dans l’ISM. Le but est ici de pouvoir comparer les AIBs avec des spectres IR théoriques et expérimentaux de nanoparticules hydrocarbonées. Le travail réalisé ici a porté sur l’analyse structurale de ces systèmes. Des systèmes moléculaires désordonnés contenant de 24 à 60 atomes de carbone sont générés par des simulations Monte Carlo par échange de répliques à l’aide du potentiel réactif empirique AIREBO. Après minimisation de leur énergie potentielle, les structures ainsi créées sont caractérisées à l’aide de divers paramètres d’ordre. L’évolution de l’organisation structurale est analysée en fonction de la taille et de la composition chimique (rapport C/H) des systèmes. Les structures obtenues présentent une grande diversité. L’étude statistique des différents paramètres d’ordre permet de mettre en évidence des tendances. La forme globale prise par les agrégats dépend de leur taille. Les atomes d'hydrogène, souvent périphériques sur les structures de type cage, favorisent un degré d'organisation plus fort. Le calcul des spectres IR de ces structures sera réalisé dans le futur. Pour obtenir des spectres expérimentaux de nanoparticules hydrocarbonées en phase gaseuse, le développement du spectromètre en émission IR FIREFLY a été poursuivi et FIREFLY a été couplé avec une source de nanoparticules. Ces développements permettront bientôt de mesurer les spectres expérimentaux des systèmes d’intérêt
The mid-IR emission of many lines of sight in the Interstellar Medium (ISM) displays Aromatic Infrared Bands (AIBs) commonly attributed to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). Identifying AIB carriers would allow for a clearer view of carbon matter evolution in the ISM. We intend to compare AIBs with theoretically derived and expermentally obtained IR spectra of hydrocarbon nanoparticles. The work done here focused on the structural analysis of such systems. Disordered molecular systems containing 24 to 60 C-atoms are generated by multi-tempering Monte Carlo simulations using the empirical potential AIREBO. After quenching the potential energy, the created structures are characterized with various order parameters. The evolution of the structural organization is analyzed as a function size and chemical composition (C/H ratio) of the systems. Generated structures display a great diversity, The statistical study of the order parameters shows tendancies. The global shape of the clusters depends on their size. H-atoms, often found on the edges of cage-like structures, favour a higher degree of organization. The calculation of IR spectra for those structures will be done in the future. To obtain experimental spectra of gas-phase hydrocarbon nanoparticles, the development of the IR emission spectrometer FIREFLY was continued. FIREFLY was coupled with a source of nanoparticles. Thoses developments will soon allow to measure experimental spectra of the molecular systems of interest

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Tesis sobre el tema "Nanoparticules de Carbone"

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