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Faits marquants

par Mamadou Traore - publié le

Les deux grands faits marquants obtenus sur le dernier quinquennal portent sur de aspects innovants de processus d’élaboration et propriétés de matériaux.

- Nous avons étudié pour le première fois les propriétés optiques (luminescence, absorption, duré de vie des états excités) de nouveau spinelle, nitrure de silicium γ-Si3N4 (élaboré dans l’OR3 de l’équipe), par la spectroscopie résolue dans le temps. Un schéma complet de transitions électroniques inter- et intra bandes a été proposé. Des défauts structuraux ont été identifies et l’énergie de « band gap » a été déterminée. Les résultats obtenus montrent une perspective d’utilisation de ces matériaux dans le domaine de sources LED d’un domaine spectrale UV-blue et de l’optique résistante aux rayonnements ionisants. Ce travail a été publié en 2016 dans le journal Sci. Reports (Edition Nature). L’équipe est le porteur d’un projet européen H2020 (Appel EUROfusion) accepté pour les années 2017-2018.

- Nous avons développé un procédé innovant HPR (High-Pressure Ramp), permettant une polymérisation organique radicalaire sans ajoute d’initiateur. Ce procédé permet la réalisation de structures polymériques ultrapures ainsi que de matériaux hybrides organiques-inorganiques mécaniquement stables avec une concentration de la composante inorganique très élevée (recorde). Ce procédé peut être utiliser pour la réalisation de microstructures en photonique (micro-optique) et en biomédecine (« scaffolds » en génie tissulaire). Ce travail a été publié en 2015 dans le journal Sci. Reports (Edition Nature). Un projet franco-allemand entre notre équipe du LSPM et le centre laser LZH e.V. (département Nanotechnologie) est en cours.

D’autres avancements important sont cités ci-dessous :

- Nous avons démontré la dépendance de taille de nanoparticule croissante dans le processus sol-gel de son environnement : plus sa taille est grande plus la particule est influencé par son environnement. Ce résultat suggère une diminution de la stabilité des espèces avec une augmentation de leur taille, en confirmant le modèle de la croissance hiérarchique. Il supporte un nouveau paradigme des transformations sol - gel, qui considère une profonde restructuration des espèces oxo-métalliques en cours des réactions de hydrolyse - condensation. Ce résultat a été choisi pour la couverture du journal Chem. Phys. Lett. Il a été identifié par l’édition internationale « Advances in Engineering » comme la recherche d’excellence dans le domaine « Science and Engineering ».

- Nous avons observé, pour la première fois, un phénomène de cavitation lors de l’écoulement de fluides turbulents dans le mélangeur en T, qui apparait au-delà d’un nombre de Reynolds critique Re*. Une méthode de mesures optiques par la diffusion de la lumière SLS/DLS a été proposée. Ces mesures ont été validées par des calcules théorique CFD. Cette transition du régime d’écoulement monophasique (liquide) à biphasique (liquide - gaz) doit être prise en compte lors de design de réacteurs d’élaboration de nanoparticules. Ce résultat non seulement explique l’origine du régime optimal du micromélange, mais aussi ouvre de nouvelles perspectives, e.g. en biomédicine pour la synthèse de nano-capsules de polymères fonctionnalisés pour le ciblage de maladies et imagerie moléculaire. L’article a été sélectionné par le journal Chem. Eng. J. (2017) pour « short communications » (max une par numéro).