Jean-Marc Grenèche

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Coordonnées(Éditer)

  • Adresse professionnelle :

Laboratoire de Physique de l'Etat Condensé
UMR CNRS 6087
Faculté des Sciences
Université du Maine
F72085 LE MANS cedex 9

Nanosciences et Nanotechnologies(Éditer)

Depuis une vingtaine d’années, les nanosciences sont devenues essentielles dans la recherche scientifique, que ce soit en physique, chimie ou biologie, alors que les nanotechnologies ont envahi notre vie quotidienne et sont devenues un enjeu de société. Après un historique, la présentation vise tout d’abord à démystifier ce que sont les nanosciences avec les grandeurs fondamentales associées aux nanoarchitectures, les paramètres pertinents et les nouveaux concepts fondamentaux. Ensuite, une revue portera sur les méthodes générales de préparation et les techniques de caractérisation des différentes propriétés structurales et physiques, avec un regard critique sur les limitations d’une part des matériaux et d’autre part des outils d’investigation. Cette approche conduira à dresser un état de l’art des applications potentielles et actuelles des nanostructures et de leurs perspectives à moyen terme, ainsi qu’à faire un bilan des idées négatives des nanotechnologies avec les conséquences sanitaire et environnementale.

Spectrométrie Mössbauer: Principes et applications aux nanomatériaux(Éditer)

Les nanomatériaux présentent des propriétés physiques qui différent de celles de leurs homologues microcristallins en raison des effets de confinement qui exaltent les effets de surface, interfaces et joints de grains selon la nature des architectures. La modélisation des propriétés physiques requiert ainsi tout d’abord une maîtrise de la méthode de synthèse (qu’elle soit basée sur des concepts chimiques ou physiques) et une bonne connaissance de la nature microstructurale des architectures (morphologie des nanoparticules ou domaines structuraux, état de charge en surface, épaisseur et structure des joints de grains, composition chimique globale et au sein de la particule) afin de s’assurer de l’homogénéité et de la stabilité du système étudié. L’approche multi-technique, nécessaire pour une caractérisation complète, impose également de travailler sur des échantillons issus d’une même préparation (dans le doute d’une parfaite reproductibilité).

La spectrométrie Mössbauer du 57Fe s’avère une technique très performante pour l’étude des nanomatériaux à base de Fe et complémentaire d’une part des techniques de diffraction en raison de son caractère de sonde locale très sensible aux variations de l‘environnement tant topologique que chimique et d’autre part des mesures magnétiques au vu de sa fenêtre de mesure (5 10-8 s) particulièrement sensible aux effets dynamiques des systèmes ferromagnétiques et ferrimagnétiques.

Dans une première partie, nous rappellerons d’abord les principes fondamentaux de l’Effet Mössbauer, puis nous définirons les origines des interactions hyperfines ainsi que leurs caractéristiques physiques ; ensuite nous donnerons les aspects instrumentaux qui concernent la spectrométrie Mössbauer du 57Fe et nous illustrerons l’apport de cette technique à partir de quelques exemples empruntées à la physique et chimie des matériaux, à la métallurgie et à la géologie tout en explicitant les aspects numériques pour décrire la structure hyperfine.

La deuxième partie sera consacrée aux différents types de nanomatériaux avec une revue assez large d’applications. Les poudres nanostructurées à base de Fe obtenues par broyage haute énergie avec des systèmes métalliques, ou à base d’oxydes ou de fluorures permettrons de mettre en évidence les propriétés structurales des joints de grains et leur rôle sur les propriétés magnétiques collectives. Puis nous exposerons l’étude d’assemblées de nanoparticules, de nanoparticules fonctionnalisées, de ferrofluides à partir d’exemples d’école illustrant comment la structure hyperfine peut apporter des informations permettant de mieux caractériser leurs propriétés structurales et magnétiques, à partir d’une combinaison de spectres Mössbauer obtenus en fonction de la température ou en présence d’un champ magnétique extérieur.