MINES PARISTECH, CEP/SCPI+MAT/SIP

Axe principal:
Axes secondaires :
Equipe NANOMINES-CHIMIE
Institut : MINES PARISTECH, CEP/SCPI+MAT/SIP
(l’équipe regroupe des chercheurs intéressés par l’axe appartenant à deux laboratoires de
MINES PARISTECH : CEP/SCPI et MAT/SIP)
site de CEP/SCPI : http://www-cep.ensmp.fr/scpi/
site de MAT/SIP : http://www.mat.ensmp.fr/Recherche/Scientifiques/fr_sip.php
site de NANOMINES : http://cmm.ensmp.fr/Nanomines/
Contact C’nano de l’équipe
Hochepied Jean-François
Responsable d’équipe :
Jean-François Hochepied
[email protected]
Membres permanents de l’équipe :
Thierry Delahaye
[email protected]
Alain Gaunand
[email protected]
Alain Thorel
[email protected]
Marie-Hélène Berger
[email protected]
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Activités scientifiques de l’équipe :
L’équipe NANOMINES CHIMIE développe de nouvelles voies de production de particules
minérales nanométriques, nanostructurées ou multi-échelles, par chimie des solutions. Les
études portent principalement sur la synthèse de matériaux pour l’énergie, qu’il s’agisse de
batteries : hydroxyde de nickel nanostructuré dans le projet Inter-Carnot ONE, de piles à
combustibles : oxyde de cérium et cérate de baryum dans le projet européen IDEAL CELL
(coordination MAT/SIP), de thermoélectriques nanostructurés : mixtes TiO2-SnO2, ou encore
de matériaux pyroélectriques (démarrage de projet ANR ferroenergy). Les travaux portent
aussi bien sur des paramètres de procédé (effet de mélange, précipitation homogène,
intensification) que sur la physico-chimie des solutions (pH), ou que sur les surfaces des
solides en formation (effet des tensioactifs). Dans la plupart des sujets abordés, nous nous
intéressons aux objets précipités et cherchons souvent à coprécipiter pour obtenir des
phases mixtes ou dopées.
•
Recherche(s) et résultat(s) obtenu(s) dans les domaines d’actions des
nanosciences :
PARTICULES FERROÉLECTRIQUES POUR LA CONVERSION CHALEUR-ÉLECTRICITÉ
La co-précipitation d’amorphes suivie de
cristallisation hydrothermale a permis d’obtenir
une grande variété de particules de type
perovskite de composition complexe contrôlée et
de gamme de taille allant de quelques centaines
(photo) à quelques dizaines de nanomètres. Ce
contrôle fin de leur composition à l’échelle
nanométrique et de leur taille permettra
d’optimiser leurs propriétés ferroélectriques
dans le cadre du projet ANR « Ferroenergy » qui
démarre fin 2010, rassemblant un consortium de
chimistes, physico-chimistes et physiciens et
dont le laboratoire CEP/SCPI assure la
coordination. L’objectif de ce projet est de
réaliser le premier système par suspensions
colloïdales industriellement viable de conversion
de chaleur en électricité.
http://www-cep.ensmp.fr/scpi/FERROENERGY/index.htm
DES NANOPARTICULES COMME PRÉCURSEURS DE CÉRAMIQUES THERMO-ÉLECTRIQUES
Un projet de l’équipe NANOMINES CHIMIE
consiste à préparer des nanoparticules d’oxyde
mixte de titane et d’étain servant de précurseurs
à des céramiques thermoélectriques
nanostructurées par décomposition spinodale.
Ces nanoparticules s’avèrent être de meilleurs
précurseurs que ceux habituellement choisis,
permettant une densification sans additifs d’aide
au frittage notoirement préjudiciables aux
performances du matériau.
CRISTALLISATION HYDROTHERMALE EN CONTINU DE NANOPARTICULES DE DIOXYDE DE TITANE
Nanoparticules de dioxyde de titane (la longueur du trait
représente 50nm)
Un procédé de cristallisation hydrothermale en
continu de nanoparticules de dioxyde de titane à
partir de précipités amorphes a été mis au point.
A type de précipité amorphe fixé, la température
et le temps de passage permettent de contrôler
la taille moyenne dans la gamme 5-20nm. Les
particules d’anatase ci-contre ont ainsi été
obtenues en seulement quelques minutes.
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Programme de recherche :
Etude de la coprécipitation d’amorphes suivies de cristallisation hydrothermale sur des systèmes
modèles. Application aux matériaux pour le stockage et la conversion d’énergie.
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Références :
Effect of hydrothermal ripening on the photoluminescence properties of pure and doped cerium
oxide nanoparticles
Mickaël Palard, Jérémy Balencie, Aude Maguer, Jean-François Hochepied
Materials Chemistry and Physics 120 (2010) 79–88
Effect of Surface Modification on Fluorescence and Morphology of CdSe Nanoparticles Embedded
in 3D Phosphazene-Based Matrix: Nanowire-like Quantum Dots
K. Šišková, M. Kubala, P. Dallas, D. Jančík, A. Thorel, P. Ilík, R. Zboři
Accepted October 2010, Journal of Materials Chemistry
Fluorescence and spin properties of defects in single digit nanodiamonds
J. Tisler, G. Balasubramanian, B. Naydenov, R. Kolesov, B.Grotz, R. Reuter, J-P.Boudou, P.Curmi,
M.Sennour, A.Thorel, M. Börsch, K.Aulenbacher, P.R. Hemmer, F. Jelezko, J. Wrachtrup
ACS Nano, 2009, 3 (7), pp 1959–1965
Photoluminescent diamond nanoparticles for cell labeling: study of the uptake mechanism in
mammalian cells
O.Faklaris, V.Joshi, T.Irinopoulou, P.Tauc, H.Girard, C.Gesset, M.Senour, A.Thorel, J-C.Arnault, JP.Boudou, P.A.Curmi, F.Treussart
ACSNano, http://arxiv.org/abs/0907.1148v2 (Optics (physics.optics), 2009
Synthesis of hafnium germanate (HfGeO4) particles: Impact of crystallization route on X/UV
conversion properties
J. Balencie, L. Levy, J.-F. Hochepied
Materials Chemistry and Physics 112 (2008) 546–550
A quantitative morphological analysis of nanostructured ceria-silica composite catalysts
M. Moreaud, D. Jeulin, A. Thorel, J.Y. Chane-Ching
Journal of Microscopy, vol 232, issue 2 (2008) Pages 293–305
Porphyrins as SERRS spectral probes of chemically functionalized Ag nanoparticles
K.Siskova, B.Vlckova, P.Y.Turpin, A.Thorel, A.Grosjean
Vibrational spectroscopy, (2008), 48, p. 44-52
Synthesis of Hafnium germanate by co-precipitation routes
J. Balencie, L. Levy and J.-F. Hochepied*
Thin Solid Films 515 (2007) 6298-6301
Synthesis of BaCeO3 and BaCeO0.9Y0.1O3-δδ from mixed oxalate precursors
AP Almeida de Oliveira*, J. Hafsaoui, J.-F. Hochepied, M.-H. Berger and Alain Thorel,
Journal of the European Ceramic Society, 27 (2007) 3597-3600.
Nanostructured Particles by Controlled Precipitation Techniques. Example of Nickel and Cobalt
Hydroxides
C. Coudun, E. Amblard, J. Guihaumé and J.-F. Hochepied*
Catalysis Today, 124 (2007) 49-54.
Importance of TEM sample preparation: Application to YBa2Cu3O7 thin films deposited on ∑13
SrTiO3
J.Ayache, A.Thorel, C.Kisielowski, U.Dahmen, R.Kilaas, S-J.Kim2, G.Passerieux, J.Lesueur, S.LartigueKorinek
Proceedings of the France/Berkeley Workshop at NCEM, January 4-5 (2007) (co-organizer): Electron
Microscopy of Materials at the Nanoscale – Crossing the Threshold to Atomic Resolution Imaging
Surfactant effects on pH-controlled synthesis of nickel hydroxides
C. Coudun, F. Grillon and J.-F. Hochepied*
Colloids and Surfaces A, 280 (2006) 23-31
Nickel Hydroxide Stacks of Pancakes Obtained by the Coupled Effect of Ammonia and Template
Agent
C. Coudun and J.-F. Hochepied
J. Phys. Chem. B 109 (2005) 6069-6074
Surface characterisation and properties of ordered arrays of CeO2 nanoparticles embedded in thin
layers of SiO2 surfaces
J .Y.Chane-Ching, M.Airiau, A.Sahibed-Dine, M.Daturi, E.Brendle, H.Balard, F.Ozil, A.Thorel, A.Corma
Langmuir, 21 (4), 1568 -1574 (2005)
Morphology and chemical analyses of catalysist Ceria nanoparticles embedded in a mesoporous
silica support
A. Thorel, R. Molins,, M. Moreaud, D. Jeulin, O. Sanséau, J-Y. Chane -Ching,
Keynote lecture, Proceedings of the Annual Congress of the Brazilian Society for Microscopy
(CSBMM, Aguas de Lindoia, Brazil, August 2005)
Controlled Precipitation of Zinc Oxide Particles at Room Temperature
A. P. Almeida de Oliveira, J.-F. Hochepied, F. Grillon and M.-H. Berger
Chem. Mater. (2003), Vol 15(16); pp 3202-3207.