Responsable : Nouari CHAOUI
L’activité de l’équipe nanomatériaux concerne principalement le développement de méthodes originales d’élaborations de nanostructures à bases de métaux nobles en milieu liquide et solide sous forme de couches minces. Les travaux menées se focalisent en particulier sur les propriétés optiques de ces nanostructures par l’étude des liens étroits existants entre leurs morphologies, leur structures à différentes échelles et leurs réponses optiques.
Nos travaux de recherche peuvent être divisés en deux grands thèmes complémentaires mais étroitement liés :
Thème N°1 : Nanostructures plasmoniques et couches minces nanostructurées
Ce thème porte sur l’élaboration i) de suspensions colloïdales de métaux nobles notamment par ablation laser en milieu liquide et ii) de couches minces nanocomposites métal/semiconducteur ou métal/polymère par voies physico-chimiques en vue de répondre à des problématiques aussi bien fondamentales qu’appliquées (en catalyse, photocatalyse et détection).
Un effort particulier porte sur la compréhension et la maîtrise des mécanismes de formation des nanostructures élaborées qui motive le développement de dispositifs de diagnostic optique in situ permettant de sonder en temps réel leurs processus de croissances.
Thème N°2 : Méthodologies d’ellipsométrie et de polarimétrie appliquées aux nanostructures
Ce thème concerne le développement de méthodologies optiques principalement dédiées à l’étude des propriétés plasmoniques des suspensions colloïdales et des nanostructures composites en couches minces à base de nanoparticules de métaux nobles.
L’équipe développe des dispositifs expérimentaux et des modèles physiques, basés notamment sur la théorie des milieux effectifs, adaptés à l’étude de ces nanostructures et plus généralement aux structures non conventionnelles.
En parallèle à ses activités, l’équipe a créé et gère la plateforme technologique « Ellipsométrie » de l’Université de Lorraine labellisées StAR-LUE. Dans ce cadre, l’équipe répond à des problématiques diverses issues du monde industriel et des autres communautés scientifiques à l’échelle nationale.
Résultats marquants
Nature-Inspired Helicoidal Nanocellulose-Based Multi-Compartment
Assemblies with Tunable Chiroptical Properties
Cette figure représente des empilements anisotropes et chiraux bioinspirés (les insectes et les crevettes présentent naturellement ce type de structures) afin de réaliser des filtres d’états de polarisation. Les matériaux qui constituent chaque couche sont des nanofibres de cellulose orientées et déposées par spray couplé à une technique de dépôt couche par couche (technique développée par G. Decher de l’Institut Charles Sadron de Strasbourg). Bien que les films soient transparents, le dépôt agit comme un filtre de Bragg sélectif en polarisation circulaire. Dans ce travail, l’équipe a mené la caractérisation par ellipsométrie et la modélisation de la réponse optique de ces films nanocomposites. Ce travail constitue un bel exemple représentatif de l’application de l’ellipsométrie et de la modélisation aux structures non conventionnelles.
Randy Mujica, Anusree Augustine, Matthias Pauly, Yann Battie, Gero Decher, Vincent Le Houérou and Olivier Felix Adv. Mater. 2024, 36, 2401742
Large scale synthesis of plasmonic nanomaterials with precise shape control
Example for Gold nanostructures
Ce schéma illustre sur la thématique « synthèse par auto-assemblage ». Des nanostructures plasmoniques à bases de nanoparticules d’or sont élaborées avec un contrôle précis de leurs tailles et de leur morphologies par auto-assemblage sur une large surface. Ces nanostructures trouvent des application dans la détection et la photocatalyse plasmonique. L’image ci-jointe illustre les différentes étapes du procédé de synthèse.
A. Fahes et al. (2023) SoftMatter, 19, 321 ; A. Fahes et al. (2022) Sensors and biosensors Research, 38, 100528 ; S. Akil et al. (2021) Nanomaterials, 11(7), 1806 ; A. Fahes et al. (2021) Nanomaterials, 11(8), 2055
Membres permanents
- Suzanna AKIL (Maître de conférences)
- Yann BATTIE (Professeur)
- Montassar Billeh BOUZOURÂA (Ingénieur d’études)
- Laurent BROCH (Ingénieur de recherche)
- Nouari CHAOUI (Professeur)
- Stéphane DALMASSO (Maître de conférences)
- Aotmane EN NACIRI (Professeur)
- Pascal FRANCHETTI (Assistant ingénieur)
- Jean-Jacques GAUMET (Professeur)
- Luc JOHANN (Professeur)
- Pierre MAGRI (Ingénieur de recherche)
Doctorants et Post-doctorants
- Doha ABBAS (Doctorante)
- Kevin Dawson ANGO NSA (Doctorant)
- Dounia BADIRA LOUAGUEF (ATER)
- Patrick KFOURY (Doctorant)