Nanomatériaux

Introduction

Les Nanomatériaux sont des structures naturelles ou artificielles avec au moins une des dimensions caractéristiques de l’ordre du nm (10-9m), et dont les propriétés nouvelles découlent de leur taille réduite. Les nanomatériaux sont utilisés dans de nombreux domaines qui vont du vivant (médecine, biologie), au monde minéral (argiles, ciments), en passant par la biominéralisation (notamment en milieu marin) et les disciplines plus traditionnelles, comme la chimie (catalyse, dendrites, etc.) ou la physique (nanotubes, boîtes quantiques, etc.).

Propriétés et Applications

Le succès de toutes ces activités, qui sont largement représentées dans les 6 autres thématiques du C-Nano PACA, repose sur la qualité des nanomatériaux utilisés.
Ceux-ci sont synthétisés par de nombreuses techniques, qui vont des méthodes plus simples (comme l’utilisation du graphite des crayons pour obtenir des fullerènes) aux méthodes plus sophistiquées et coûteuses (techniques sous ultra vide). Un grand nombre de ces procédés sont encore en phase d’évolution et leur utilisation se limite au milieu de la recherche et du développement. En effet, pour que les nanomatériaux soient introduits dans la vie de tous les jours, un enjeu majeur reste la fabrication de ces nanomatériaux au niveau industriel, c’est-à-dire dans des volumes importants, avec une bonne qualité, sécurité et une bonne reproductibilité, et enfin à un coût acceptable
Ce pas vers le futur ne pourra se faire que si les progrès en synthèse sont accompagnés par des avancées significatives dans les techniques de caractérisation, notamment à l’échelle nano, mais aussi par des avancées dans la compréhension au niveau fondamental des relations entre la structure des matériaux (à l’échelle atomique) et leurs propriétés (chimiques, magnétiques, catalytiques, optoélectroniques, etc.). Ce sont en effet ces propriétés fondamentales qui vont ensuite se décliner en propriétés fonctionnelles dans les domaines de l’énergie, de l’environnement, ou de la médecine (comme par exemple, les problèmes d’accès direct des molécules pharmaceutiques aux cibles visées).

Les NanoMatériaux en Region PACA

Domaines explorés

De nombreuses compétences en nanomatériaux existent déjà en région PACA et leurs activités peuvent être rassemblées en :
synthèse, élaboration et croissance (Image 1a)

  • propriétés mécaniques : contrainte à l’échelle nanométrique (Image 1b)
  • modélisations et simulations numériques (Image2)
  • matériaux pour l’optoélectronique (Image1)
  • catalyseurs modèles. 
  argiles / minéraux / biomatériaux
  • nano-alliages et nanoparticules bimétalliques.

TEM-GaN

Image 1 : (a) Image par microscopie électronique en transmission de deux boîtes quantiques de GaN. (b) Carte montrant l’état de contrainte local autour des deux boîtes quantiques précédentes. (Image par M. Korytov et P. Vennéguès : CRHEA)


Image 2 : Simulations en Dynamique Moléculaire d’un icosaèdre d’Ag54 avec une impureté de Co stabilisante pour différentes températures. (Image par C. Mottet : CINAM)

Enjeux économiques et opportunités régionales

Toutes les disciplines impliquées dans l’obtention et croissance de nanomatériaux (Biologie, Chimie et Physique) sont bien représentées en Région PACA. Ceci offre l’opportunité de développer, au sein du C’Nano, des approches multidisciplinaires pour la réalisation de nouvelles architectures ainsi que pour l’exploitation de nanomatériaux déjà existantes dans d’autres domaines. Dans ce sens, la présence de nombreuses entreprises pharmaceutiques et médicales en Région PACA (voir par exemple le Parc de Sophia Antipolis : http://www.sophia-antipolis.net/ , qui pourraient exploiter au niveau industriel ces nanomatériaux, permet d’envisager une véritable symbiose entre la production de nanomatériaux et son application dans le domaine de la santé. Par ailleurs, la région PACA ressemble un capital humain important dédié aux études environnementaux, que ce soit au niveau de la recherche ou au niveau industriel, ce qui permettra de soumettre tout nouveau nanomatériau produit en PACA à un contrôle exhaustive en termes de sécurité et biocompatibilité.

Laboratoires "NanoMatériaux" de la région


Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINAM)
Contact : Christine Mottet ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )
Page web : http://www.cinam.univ-mrs.fr
Centre de Physique Théorique (CPT) (Université de la Méditerranée Aix-Marseille II)
Contact : Thierry Martin ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )
Page web : http://www.cpt.univ-mrs.fr
Centre de Recherche sur l’Hétero-Epitaxie et ses Applications (CRHEA)
Contact : Jesús Zúñiga Perez ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )
Page web : http://www.crhea.cnrs.fr
Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP)
Contact : Olivier Thomas ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )
Page web : http://www.im2np.fr
Institut des Sciences Moléculaires de Marseille (ISM2)
Contact : Michelle Sergent ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )
Page web : http://www.ism2.univ-cezanne.fr
Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (LPMC)
Contact : Georges Bossis ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. ) Page web : http://www.unice.fr/lpmc
Laboratoire Chimie Provence (LCP)
Contact : Thierry Djenizian ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )
Page web : http://www.lc-provence.fr

Liens régionaux et nationaux, internationaux

Référent pour Nano-Matériaux

Jesús Zúñiga Pérez ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )
Chargé de recherche CNRS
Centre de Recherche sur l’Hétéro-Epitaxie et ses Applications (CRHEA) UPR 10 CNRS
Parc de Sophia Antipolis | Rue Bernard Grégory | 06560 VALBONNE | France
Tel. : +33 (0)4 93 95 43 09 | Fax : +33 (0)4 93 95 83 61 |
site web

Groupe de travail : Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. , Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. , Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. et Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir.

Texte de : Ch. Mottet et J. Zúñiga Pérez