Nanoparticules de silice à patchs : optimisation de leur synthèse et de leur assemblage, et observation in situ

Abstract

Cette étude porte sur l’auto-assemblage de nanoparticules de silice à patchs cavitaires en vue d’obtenir de nouvelles molécules colloïdales. Dans un premier temps, les briques élémentaires, à savoir des particules à patchs et des particules satellites ont été synthétisées. Ce travail s’est focalisé sur des particules à quatre patchs dont la pureté morphologique a été améliorée tant par l’optimisation de la fonctionnalisation de surface des germes utilisés lors de l’étape de polymérisation ensemencée que par une étape de purification par centrifugation en gradient de densité. Des molécules colloïdales constituées d’une particule à patchs entourée de nanoparticules satellites en nombre contrôlé ont été obtenues par assemblage covalent. La chimie d’assemblage a été simplifiée en réduisant le nombre d’étapes de fonctionnalisation aussi bien pour les chaînes de polystyrène ancrées au fond des cavités que pour la surface des particules satellites. Des molécules colloïdales imitant des molécules d’eau ont pu être fabriquées en ajustant le rapport entre le nombre de particules satellites et le nombre de cavités. La taille nanométrique des particules mises en jeu empêche leur observation par microscopie optique. C’est pourquoi ces travaux ont également porté sur le développement expérimental de la technique de microscopie électronique en transmission en voie liquide dans le but ultime d’observer la dynamique d’assemblage des briques élémentaires.