Stratégies pour obtenir des nanoparticules de ZnO solubles dans l'eau synthétisés par une approche organométallique

Strategies to yield water dispersible ZnO NPs synthesized by an organometallic approach

• Auteur / Autrice : Javier Rubio-Garcia
• Direction : Myrtil Kahn, Fabienne Gauffre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organométallique et de coordination
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules

Chimie organométallique

Eau -- Chimie

Mots clés libres

ZnO nanoparticles

Double layer formation

Water soluble

Organometallic synthesis

PEG oligomers

Résumé

Le nombre d'études sur la synthèse et l'application de matériaux semi-conducteurs a augmente au cours des dernières années dû à la dépendance de propriétés physiques et chimiques de ces matériaux avec la taille. Plusieurs applications ont émergées, notamment dans les domaines de la biomédecine, les cellules solaires ou de l'électronique. Parmi les matériaux semi-conducteurs connus, ZnO nanométrique est un bon candidat pour ces applications car il est relativement peu coûteux et respectueux avec l'environnement. Des méthodes physiques et chimiques permettant la production de nanostructures de ZnO ont été décrites dans la littérature. Certaines applications des nanoparticules de ZnO nécessitent des solutions colloïdales et de ce point de vue, les méthodes chimiques sont avantageuses. Dans notre groupe de recherche, une méthode chimique basée sur la décomposition de précurseurs organométalliques en présence d'un agent de stabilisation a été développée. Cependant, cette stratégie ne permet la production de nanoparticules de ZnO uniquement solubles dans les solvants apolaires. Les applications en cosmétiques ou en biomédecine ne sont alors pas possibles. Le but de cette thèse est la modification de la synthèse organométallique pour atteindre des nanoparticules de ZnO solubles dans l'eau: soit par modification des particules synthétisées ou par modifications de la procédure synthèse initiale.

There is an ever increasing interest in the synthesis and application of semiconducting materials due to their size-dependent physical and chemical properties (nanometric range). Multiple applications have radically emerged over the last few years including in the areas of biomedicine, solar cells or electronics. Among the semiconducting materials, nanosized ZnO is a good candidate for these applications as it is a relatively inexpensive and environmentally friendly material. Physical and chemical methods allow for the production of ZnO nanostructures. For some applications ZnO nanoparticles (NPs) are required as colloidal solutions and chemical methods are advantageous. In our research group, a chemical method based on the decomposition of organometallic precursors in the presence of a stabilizing agent has been developed. Good control with respect to the average size and the size distribution is achieved. However, this strategy presents as a main drawback the production of ZnO NPs that are only dispersible in non polar solvents. Application for cosmetics or in the field of biomedicine is impeded as a result. The motivation for this Thesis has been to bring about synthetic modification of the organometallic strategy in order to achieve ZnO NPs dispersible in water: either modification of the as-synthesized particles or changes to the synthetic procedure are mandatory.