Auto-assemblages de linoléate et d'argent pour la synthèse par radiolyse de nano-objets organique-métalliques

Linoleate and silver self-assemblies for radio-induced synthesis of organic-metallic nano-objects

• Auteur / Autrice : Judith Attia-Sebban
• Direction : Michel Goldmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physicochimie de la matière condensée
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Colloïdes

Autoassemblage

Mots clés libres

Nano-objets

Auto-assemblages

Argent-Carboxylate

Radiolyse

Diffusion de rayonnement aux petits angles

Cryo-microscopie électronique en transmission

Résumé

Ce travail porte sur la synthèse de nano-objets organique-métalliques à partir d’auto-assemblages de linoléate de sodium et d’argent, par radiolyse, en phase liquide. Nous étudions la structure des micelles globulaires, majoritaires avant ajout d’argent, par diffusion de neutrons et rayons x aux petits angles et simulations de dynamique moléculaire. Lors du mélange de la phase organique ainsi définie avec la solution de cations métalliques, nous montrons que, selon la composition, deux processus distincts ont lieu. D’une part, les ions argent remplacent les ions sodium sur les micelles et conservent la morphologie générale des auto-assemblages. D’autre part, la formation de colloïdes issus de l’hydroxyde d’argent induit une transition vers des structures hybrides. Nous étudions l’organisation et la composition de ces nouveaux auto-assemblages, fibres composées de chapelets, organisés en structure cubique face centrée. La topologie déduite par cryo-microscopie et diffusion des rayons x est présentée. Nous étudions enfin la réduction des cations métalliques via la radiolyse induite par rayons gamma sur ces deux systèmes. Dans le premier cas, on observe la synthèse de nano-coques d’argent creuses de petite taille (rayons (cœur, coquille) ~ (1. 0, 3. 0 nm)) et l’effet de moule est avancé pour expliquer ce résultat. Dans le second cas, il y a majoritairement formation de colloïdes d’argent, généralement accompagnée de la déstructuration des fibres. Nous comparons les effets du rayonnement x à la synthèse radiolytique par rayonnement gamma en suivant in situ la résonance plasmon des nano-objets formés, simultanément à la mesure de diffusion.

This thesis deals with the synthesis of organic-metallic nano-objects from linoleate and silver self-assemblies in liquid phase. The globular micelles structure, as the major phase before adding silver, is studied with neutron and x-ray small-angle scattering and molecular dynamics simulations as well. Concerning the mixture of the organic phase with the metallic ions solution, we show that two different processes occur. On the one hand, the silver ions replace sodium ions around the globular micelles, keeping the overall morphology of the self-assemblies intact, and on the other hand, we highlight a transition towards colloids, due to silver hydroxide formation, assembled into the organic phase. We study how these new self-assemblies are organized as well as their composition. They exhibit shapes of fibers made out of strings of colloids organized into a face centered cubic structure. The topology is displayed through cryo-electron microscopy images and deduced from small-angle x-ray scattering data. We then study the reduction of metallic cations through gamma-ray-induced radiolysis over both systems. The first case leads to the synthesis of hollow silver nano-shells of small dimensions (core and shell of 1. 0 and 3. 0-nm-radii). The mold effect is likely to account for this result. In the second case, one mainly obtains silver colloids usually associated to the destruction of the fibers. Relying on the in situ study of plasmon resonance from the formed nano-objects, simultaneously to the scattering measures, we compare the impacts of x-rays with the radiolytic synthesis from gamma radiations.