Matériaux hybrides organiques-inorganiques


Mots-clefs :

Organostanniques, chromophores, procédé sol-gel, dioxyde d’étain, matériaux nanoporeux, modification chimique de surface, catalyse supportée, chimie "propre", photosensibilisation, conversion photovoltaïque.


Description :

Dans le domaine des matériaux hybrides nous développons une démarche qui, une fois l’application cible définie, intègre la préparation de précurseur originaux, l’élaboration et la mise en forme du matériau désiré, principalement par voie sol-gel, et la caractérisation de la propriété chimique ou physique désirée en collaboration avec des physiciens. Le dioxyde d’étain étant un des matériaux fonctionnel les plus fascinants du fait de ses propriétés physiques et chimiques remarquables, les organoétains étant des catalyseurs industriels très efficaces pour de nombreuses réactions en chimie organique, l’essentiel de nos travaux ces dernières années a été centré sur l’application de la chimie des organostanniques à la catalyse et aux matériaux hybrides organiques-inorganiques. Les principaux enjeux des recherches actuellement menées sont la conception de matériaux respectueux de l’environnement pour la catalyse et l’utilisation de dioxyde d’étain nanoporeux dans des dispositifs efficaces pour la détection sélective de gaz et la conversion photovoltaïque. Dans ce cadre, des méthodologies de synthèse d’organostanniques fonctionnels, hydrolysables ou non, et d’alcoxyfluoroétains ont été mises au point, puis les précurseurs obtenus ont permis :

- d’élaborer les premiers matériaux hybrides organostanniques auto-organisés, qui se sont révélés d’excellents précurseurs de dioxyde d’étain nanoporeux (ref. 1, 4, 5, 8) ;

- de réaliser la modification chimique de surface d’oxydes d’une part pour des revêtements hydrophobes et lipophobes (ref 2), et d’autre part, pour la réalisation de nouveaux dispositifs photovoltaïques hybrides à base de dioxyde d’étain nanocristallin sensibilisé par des chromophores organiques (ref 6).

- de synthétiser des catalyseurs organostanniques « propres » supportés sur polymères pour des réactions de transestérification (ref 3) ;

- de préparer du dioxyde d’étain, dopé ou non, nanoporeux et nanocristallin pour des applications dans la détection sélective de gaz (ref. 7).


Actuellement, ces axes de recherche se poursuivent notamment dans le cadre du réseau d’excellence européen "FAME" ("Functionalized Advanced Materials and Engineering Hybrids and Ceramics") sur les matériaux hybrides multifonctionnels et du projet ANR « Solaire Photovoltaïque » NANORGYSOL ("cellules Solaires photovoltaïques. Par ailleurs, nous étendons notre approche à des matériaux hybrides à base d’autres oxydes tels que le dioxyde de titane et l’oxyde de zinc.


Publications

Personnes impliquées :
Yohann Nicolas
Céline Olivier
Thierry Toupance





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