Développement de jauges de contrainte à base de nanoparticules colloïdales : Application à la réalisation de surfaces tactiles souples
Auteur / Autrice : | Nicolas Decorde |
Direction : | Laurence Ressier, Benoît Viallet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Nanophysique |
Date : | Soutenance le 06/02/2014 |
Etablissement(s) : | Toulouse, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de physique et chimie des nano objets (Toulouse ; 2007-....) |
Jury : | Président / Présidente : Christophe Vieu |
Examinateurs / Examinatrices : Laurence Ressier, Benoît Viallet, Emanuelle Lacaze | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Calame, David Peyrade |
Mots clés
Résumé
Un grand défi actuel consiste à réaliser des capteurs innovants tirant partie des propriétés singulières de nanoparticules colloïdales synthétisées par voie chimique et assemblées de manière contrôlée sur des surfaces. L’objet de cette thèse est le développement de jauges de contrainte résistives à base de nanoparticules. Ces jauges de contrainte sont constituées de lignes parallèles, de quelques micromètres de large, denses, de nanoparticules colloïdales d’or synthétisées par voie chimique et assemblées sur des substrats souples par assemblage convectif contrôlé. Le principe de ces capteurs résistifs repose sur la conduction tunnel entre les nanoparticules qui varie de manière exponentielle lorsque que l’assemblée est déformée. Des mesures électro-mécaniques couplées à des observations en microscopie électronique à balayage et à force atomique ont permis d’identifier, de quantifier et de comprendre l’impact de la taille et de la nature des ligands des nanoparticules sur la sensibilité et les phénomènes de dérive de la résistance à vide des jauges de contrainte. Ces travaux, associés à des mesures de diffusion de rayons X aux petits angles ont permis de corréler les variations macroscopiques de résistance électrique des jauges de contrainte aux déplacements relatifs des nanoparticules. Finalement, ces jauges de contrainte ultra-sensibles et miniatures, mises en matrices, ont été exploitées pour réaliser des surfaces tactiles souples multi-points et sensibles à l’intensité de l’appui