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Agrégats de nanoparticules magnétiques auto-assemblées

Bruno Frka-Petesic

Mercredi 8 décembre 2010

à 11h en salle C. Brot

Des nanoparticules magnétiques (NPM) de ferrite sont assemblées en petits agrégats nanométriques dispersés en milieu aqueux à l’aide de copolymère partiellement adsorbants en jouant sur les interactions électrostatiques entre espèces.

Deux voies de synthèse ont été explorées à partir d’une dispersion de nanoparticules magnétiques de maghémite ou de ferrite de cobalt chargées négativement d’une part et de copolymères PTEA-PAM partiellement chargés positivement en solution d’autre part. La première voie de synthèse est obtenue par mélange direct, tandis que la seconde, réalisée en deux temps, consiste à mélanger les composants à forte force ionique sans induire de complexation puis de restituer les interactions électrostatiques attractives en abaissant la force ionique par dilution ou par dialyse. Selon la voie choisie, les objets obtenus, stables en solution, forment des objets fractals ou denses, formés d’un cœur magnétique et d’une couronne externe de polymère assurant une répulsion stérique et limitant leur taille. Une complexation sous champ magnétique statique permet l’élaboration de bâtonnets composites aux fortes propriétés magnétiques et de longueurs allant de quelques microns à environ 50 µm.

Différentes techniques sont utilisées : la MET pour la morphologie des agrégats, la diffusion de rayons X et de neutrons aux petits angles pour sonder l’organisation des NPM au sein des agrégats, la SLS pour déterminer la stœchiométrie de la complexation, la DLS et la relaxation de biréfringence magnéto-optique pour les mesures de tailles hydrodynamiques quantifiant le volume des couronnes externes. Les propriétés magnétiques des agrégats sont sondées par des mesures d’aimantation (SQUID) et des mesures statiques et dynamiques de biréfringence magnéto-optique. La dynamique sous champ des bâtonnets composites est également analysée en microscopie optique.

Mots clés : nanoparticules magnétiques, agrégats auto-assemblés, copolymères diblocs, diffusion de rayonnement aux petits angles, biréfringence magnéto-optique, micro-rhéologie, magnétisme.

Contact : bruno.frka-petesic cermav.cnrs.fr


ps : invité par G. Bossis

Voir en ligne : UMPC