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Thermochromes et Tribochromes

Stéphane Jobic (DR), Hélène Serier-Brault (MC), Philippe Deniard (DR), Emmanuel Fritsch (Pr), Martine Bujoli-Doeuff (MC), Laurence Ourry (Postdoc).

Un matériau X-chrome est un matériau qui change de couleur sous l'effet d'un stimulus extérieur tel que la température, la pression ou une excitation lumineuse. Thermochomisme et tribochromisme (ou piézochromisme) vont souvent de pair puisqu'un matériau se dilate si la température s'élève et se contracte sous l'effet d'une pression. Dans les deux cas, les deux stimuli vont modifier les distances interatomiques et donc induire une redistribution du nuage électronique au sein du matériau d'où son changement de coloration continu eu égard à une modification du positionnement en énergie des transitions optiques mises en jeu. Notons que température et pression peuvent également conduire à des transitions dites du 1er ordre avec apparition d'un nouveau type structural pour un stimulus d'intensité précise. Le changement de coloration peut alors être brutal.

Notre objectif est de comprendre l'origine de la couleur dans les matériaux synthétisés et de prédire autant ce peu les changements de couleur dans des gammes de températures et de pressions données. Des effets thermochromes peuvent également être observés dans des matrices composites non décrites ici.

Parallèlement au thermochromisme et tribochromisme, nous nous intéressons au photochromisme. Ce phénomène peut être observé dans des matériaux hybrides construits sur un assemblage supramoléculaire de polyoxomolybdates et de cations organoammonium (voir rubrique " Matériaux hybrides photoactivables " (mettre lien web)), mais également dans des matériaux inorganiques. Dans ce cadre, nous nous intéressons actuellement à des composés de la famille des sodalites qui présentent un comportement photochrome sous excitation UV avec une décoloration quasi instantanée sous l'effet d'un flash lumineux bleu. De tels matériaux pourraient à terme avoir des applications dans le domaine du stockage optique donc être utile pour l'écriture, la lecture et l'effacement de données.

 

thermo1
Passage du rouge au vert par chauffage et du vert au rouge par refroidissement (ou simple pression du doigt à température ambiante) du matériau CuMo0.9W0.1O4
 
xchromes01
 Evolution continue du vert au rouge d'un grenat fer-yttrium
 
xchromes02
Evolution de la couleur d'un cabochon de sodalite soumis à la lumière du jour, à une irradiation à 365 nm et à un flash "bleu".
Participants

Actuellement : Stéphane Jobic (DR), Hélène Serier-Brault (MC), Philippe Deniard (DR), Emmanuel Fritsch (Pr), Martine Bujoli-Doeuff (MC), Laurence Ourry (Postdoc)
Précédemment : Manuel Gaudon

Publications

Unprecedented "one finger push" induced phase transition with a drastic color change in an inorganic material
M. Gaudon, S. Jobic, A. Demourgues, P. Deniard, A-E. Thiry, C. Carbonera, A. Le Nestour, A. Largeteau, J-F Létard
Adv. Mater., 19, 3517-3519, 2007

Adaptable thermochromism in the CuMo1-xWxO4 series (0 £ x < 0.1): a behavior related to a first order phase transition with a transition temperature depending on x
M. Gaudon, C. Carbonera, A.E. Thiry, A. Demourgues, P. Deniard, C. Payen, J-F. Létard, S. Jobic
Inorg. Chem., 46, 10200-10207, 2007

On the cyclability of the thermochromism in CuMoO4 and CuMo0.9W0.1O4
A.-E. Thiry, M. Gaudon, C. Payen, P. Deniard, X. Rocquefelte, A. Demourgues, M.-H. Whangbo, S. Jobic
Chem. Mater., 20, 2075-2077, 2008

How to mimic the thermo-induced red to green transition of ruby with control of the temperature via the use of an organic materials blend?
M. Gaudon, P. Deniard, L. Voisin, G. Lacombe, F. Darnat, A. Demourgues, J-L. Périllon, S. Jobic
Dyes and Pigments, 95, 344-350, 2012

Thermochromism in Yttrium Iron Garnet Compounds
H. Serier-Brault, L. Thibault, M. Legrain, P. Deniard, X. Rocquefelte, P. Leone, J-L. Perillon, S. Le Bris, J. Waku, S. Jobic
Inorganic Chemistry, 53(23), 12378-12383 (2014).

 

Collaborations

Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux

ANR et contrats

Contrats industriels avec l'entreprise Seb-Tefal

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