Multifunctional nanomaterials based on coordination networks

par Ekaterina Mamontova

Thèse de doctorat en Chimie et physico-chimie des matériaux

Sous la direction de Joulia Larionova.

Soutenue le 28-09-2020

à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques , en partenariat avec Institut Charles Gerhardt (Montpellier) (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Nanomatériaux multifonctionnels à base de réseaux de coordination


  • Résumé

    Le bleu de Prusse (BP) est le plus ancien réseau de coordination découvert autour 1706. Ce matériau moléculaire et ses analogues (ABP) ont été étudiés au cours des siècles pour leurs fascinantes propriétés physico-chimiques. En particulier, leur conception à l’échelle nanométrique fait l’objet de recherches actuelles. Ce travail de thèse est dédiée au développement de nouveaux nanomatériaux magnéto-optiques à base de BP et de ses analogues. Pour cela, deux stratégies de synthèse ont été proposées: (i) la post-fonctionnalisation de nanoparticules avec des luminophores; (ii) le design de nano-hétérostructures présentant des architectures coeur@coquille ou coeur@satellites, combinant de l’ABP et des nanoparticules de métaux nobles. Un effort important a été consacré à l’étude des différentes propriétés de nanomatériaux fonctionnels obtenus en utilisant des techniques de spectroscopie, de microscopie électronique et de mesures magnétiques. En s’appuyant sur une approche de conception et de caractérisation, ce travail de recherche a également eu pour l’objectif de démontrer que les nanomatériaux à base moléculaire présentant un nombre de fonctionnalités croissantes peuvent être considérés comme des candidats potentiels pour des futures applications technologiques, notamment pour les capteurs, les applications biomédicales ou la catalyse.


  • Résumé

    Prussian blue (PB) is the oldest coordination network discovered around 1706. This molecule-based material and its analogues (PBA) have been investigated through centuries for their fascinating physico-chemical properties. More particularly, their study at the nanoscale remains an area of intense ongoing research activity. This PhD work is devoted to the design of new and original magneto-optical nanomaterials based on PB and its analogues. To implement different optical features in PB-based nano-objects, two synthetic strategies have been proposed: (i) the post-synthetic functionalization of nanoparticles with luminophores; (ii) the design of nano-heterostructures with core@shell or core@satellites architectures, involving PBA and noble metal nanoparticles. An important effort has been given to investigate the properties of the obtained functional molecule-based nanomaterials by means of spectroscopy techniques, electronic microscopy and magnetic measurements. Through the conception and characterization of new nanosystems, this research work has aimed to demonstrate that the molecule-based multifunctionnal nanomaterials could be finally considered as potential candidates for future technological applications, including sensors technologies, biomedical applications or catalysis.


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