Synthèse et passivation de nanoparticules anisotropes à base de cuivre

Abstract

Les nanoparticules, à base d'oxydes, de chalcogénures ou de métaux, de taille, forme, composition, étatde surface contrôlés, sont au coeur d'une très vive activité de recherche. Beaucoup reste à découvrir quant auxcompositions et structures accessibles à l'échelle nanométrique. De nombreuses applications (biocapteurs,cellules solaires, écrans tactiles, vecteurs thérapeutiques, etc.) bénéficient de l'apport de ces nouvellesnanostructures. Dans cette thèse, nous proposons d'explorer de nouvelles synthèses de nanoparticules dérivéesdu cuivre et valorisables pour leurs propriétés optoélectroniques et catalytiques.Nous nous sommes intéressés à la préparation d'objets anisotropes en milieu polyol ou aqueux. Lasynthèse en milieu polyol, trop rapide, conduit difficilement à la formation de nanoparticules anisotropes. Ellemène à la formation de microparticules d'oxyde de cuivre, creuses. Leur taille peut être modulée en accélérantles cinétiques de croissance. La synthèse en milieu aqueux, en présence d'un ligand aminé, permet de formerdes nanoparticules de cuivre avec un facteur de forme relativement élevé (~ 3000).Deux stratégies ont été adoptées pour stabiliser les nanoparticules de cuivre anisotropes vis-à-vis del'oxydation : (i) l'utilisation de précurseurs sulfurés pour passiver la surface (ii) l'association du cuivre à un métalrésistant à la corrosion. La première stratégie entraîne une nette amélioration de la stabilité chimique etthermique des fils de cuivre. La seconde stratégie n'a pas conduit à la formation de fils dans lesquels les deuxmétaux sont véritablement alliés. Cependant, avec le zinc, des nanofils de cuivre ultralongs présentant un facteurde forme élevé (> 7000) ont été obtenus, ce qui a permis d’en déduire un mécanisme de croissance dans lequelle zinc joue le rôle de catalyseur.