Ce thème aborde la conception, la caractérisation et la manipulation de nanoobjets et nanopores individuels, soit pour comprendre et développer les objets eux-mêmes, soit comme systèmes tests pour de nouvelles méthodes de caractérisation et manipulation à l’échelle nanométrique.
1 - Nanocarbon design
La conception de nouvelles familles de matériaux nanocarbonés, depuis les approches « bottom-up » (notamment pour les nanoanneaux de carbone, les CPPs, et les azafullerènes), jusqu’à la modification chimique et structurelle des nanocarbones existants, comme le remplissage sélectif des cavités de nanotubes de carbone effondrés. Nous nous intéressons également aux processus de formation des nanostructures de carbone (comme les fullerènes dans l’espace), et aux façons dont différentes nanostructures peuvent être modifiées (par exemple les noyaux de dislocation).
En plus des nanocarbures eux-mêmes, nous innovons dans les façons dont les nanocarbures peuvent être utilisés comme templates, créant des phases matérielles jusqu’alors inconnues grâce au nanoconfinement (par exemple à l’intérieur des nanotubes de carbone).
L’équipe PMN s’appuie fortement sur des outils de modélisation informatique et sur des collaborations locales, nationales et internationales.
Mots clés : Nanocarbon, Fullerène, CPP, Nanotube, Nanoconfinement.
Personnes de l’IMN concernées : C. Ewels, J.-L. Duvail, M. Bayle, B. Humbert
Domaines d’application : Nanocarbon Design, Liquides ioniques confinés, ionogels, Résolution optique sub-micronique, Caractérisation et visualisation 3D de matériaux nanoporeux, Nanocomposites électro-optiques, Nanofils et nanotubes (multi)fonctionnels
2 - Liquides ioniques confinés, ionogels
Le confinement de liquides ioniques permet d’exploiter les propriétés des liquides ioniques tout en bénéficiant de mise en forme solide. Les propriétés de diffusion dans les ionogels nanoporeux ainsi obtenus (les nanopores vus ici tant que «nano-objets inverses») sont similaires à celles des liquides. A travers la variation des caractéristiques chimiques et topologiques de nombreux ionogels, nous avons élargi notre compréhension du comportement à l’interface liquides ioniques / réseaux hôtes en examinant la dynamique des ions, leurs interactions entre eux, ainsi que leurs interactions avec le réseau hôte. Nous nous concentrons sur la compréhension fondamentale de l’auto-organisation, de la diffusion anormale et de l’interaction surface-liquide dans ces environnements nanoconfinés, avec des implications technologiques (dispositifs de stockage d’énergie et optiques).
Mots clés : Liquides ioniques, diffusion, modélisation, applications stockage d’énergie
Personnes de l’IMN concernées : J. Le Bideau, Y. Claveau, B. Humbert, M. Bayle, C. Ewels
3 - Résolution optique sub-micronique
Depuis quelques années, les avancées majeures dans les connaissances des nano-objets proviennent essentiellement d’une meilleure résolution vers l’échelle atomique des techniques de spectroscopies, de microscopies et de modélisation. Notre projet s’articule autour de l’idée de combiner nos expertises autour de ces techniques pour atteindre une compréhension complète des propriétés physiques des nano-objets individuels à l’échelle atomique. Cette démarche mêle fortement expérience et modélisation. Pour en savoir plus : [Super-résolution], [Super-résolution de nanofil]
Mots clés : Nano-objets, Plasmonique, Super-résolution.
Personnes concernées : B. Humbert, M. Bayle, J.-L. Duvail, C. Ewels
4 - Caractérisation et visualisation 3D de matériaux nanoporeux
Les pores sont des éléments en 3D, qui nécessitent des méthodes de caractérisation et de visualisation en 3D. Nous effectuons la caractérisation structurelle et chimique des matériaux polymères poreux en utilisant des reconstructions 3D de données de faisceau d’ions focalisés/SEM et étudions les interactions entre ces matériaux et les biomolécules. Nous développons également des méthodes de visualisation et d’interaction avec des objets en 3D en utilisant des outils de visualisation 3D tels que l’écran de bureau holographique (looking glass factory), les casques VR (Occulus Rift, …) et les entrées dynamiques (Kinect, LeapMotion, …).
Mots clés : Reconstruction 3D, visualisation 3D.
Personnes de l’IMN concernées : P. Abellan, C. Ewels
