Nanochimie: Nanostructuration de surfaces

Les voies électrochimiques constituent des approches novatrices pour fabriquer et caractériser des nanomatériaux. Tout particulièrement, la nanostructuration auto-organisée de substrats conducteurs (métaux et alliages) par anodisation est une technique alternative aux procédés top-down pour élaborer des nanomatéraiux mono-dimensionnels comme des nanotubes de TiO2 auto-organisés (Figure 1), des membranes d’alumine poreuse, etc… Ces nanostructures développant une aire spécifique très grande permettent d’accroître de manière significative les reactions et échanges aux interfaces ce qui permet d’améliorer les propriétés et performances des matériaux.

Figure 1. Nanotubes de TiO2 auto-organisés réalisés par anodisation d’une couche mince de Ti.

Exemple d’utilisation de nanostructures 1D pour le stockage et la conversion de l’énergie :
L’essor spectaculaire de l’électronique nomade a engendré une course à la miniaturisation de nouvelles sources d’énergie autonomes. Ainsi, la fabrication de microbatteries portables et rechargeables, comme les microbatteries lithium-ion tout solide, permet de rendre autonome de nombreux dispositifs tels que les cartes à puces, les radio-étiquettes intelligentes, les capteurs, les dispositifs biomédicaux, etc… Cette technologie se révèle être très importante en PACA puisque c’est un des paramètres clefs dans le développement de dispositifs communicants sécurisés dont la région est l’un des leaders (Pôle de compétitivité Solutions Communicantes Sécurisées). Cependant, les microbatteries actuelles constituées d’électrodes se présentant sous forme de films minces ne satisfont pas toutes les exigences de ces applications potentielles et doivent rivaliser avec les traditionnelles piles boutons. Il faut donc envisager le recours à de nouveaux matériaux et procédés permettant d’améliorer les performances en terme d’énergie, de puissance, de longévité et de coût. Ainsi, on se tourne, de plus en plus, vers une architecture 3D qui offre une aire développée importante et augmente, de fait, les capacités électrochimiques des microbatteries.

Texte: T. Djenizian