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Carbones nanostructurés

Les travaux du sous-groupe Carbones se distribuent selon trois axes principaux, les deux premiers concernant des phases carbonées étudiées pures ou associées à d’autres phases, inorganiques ou organiques : (1) nanocarbones et propriétés individuelles, et (2) carbones massifs, composites, et propriétés collectives. Dans la mesure du possible, les travaux vont de la synthèse à la fabrication d’un démonstrateur, en passant par l’étude multi-échelle des structures, propriétés, comportements, et mécanismes, mais l’expertise de l’équipe dans le domaine de carbones fait que l’équipe peut être sollicitée pour la caractérisation de matériaux au sein de projets dont les autres aspects sont assurés par les collaborateurs aux projets. Un troisième axe concerne l’exploitation et le développement de l’expertise méthodologique de l’équipe, au-delà des carbones.

Pour le premier axe, les travaux concernent (i) des carbones nanométriques dans leurs trois dimensions (nanocarbones 0D) comme les fullerènes, et les noirs de carbone ; (ii) des carbones nanométriques dans deux dimensions (nanocarbones 1D) comme les nanotubes tels quels ou associés à d’autres éléments, molécules ou phases par remplissage, fonctionnalisation, décoration, substitution… (méta-nanotubes) ; (iii) des carbones nanométriques dans une seule dimension (nanocarbones 2D) comme les graphènes ou des matériaux dérivés (ex. : diamanoïdes) ; (iv) des carbones intrinsèquement multidimensionnels comme des micro/nano-cônes de carbone.

Le deuxième axe concerne tout matériau en carbone synthétisé en masse (par opposition aux nanocarbones individuels) par différentes méthodes comme la CVD (carbones pyrolytiques), ou les processus thermiques de carbonisation-graphitation de précurseurs organiques (ex. : les fibres de carbone, les cokes industriels). Il est également le lieu d’étude de matériaux macroscopiques constitués d’un ou plusieurs (nano)matériaux en carbone combiné(s) à d’autres types de (nano)matériaux (métaux, céramiques, polymères) afin de générer des comportements et propriétés collectives particulières.

Le dernier axe est le lieu où est exploitée notre expertise dans certaines méthodes de caractérisation, essentiellement la microscopie optique et la spectrométrie Raman multi-longueurs d’onde, la microscopie électronique à transmission, et la diffraction des Rayons X. Cela peut conduire à l’étude d’autres matériaux que carbonés, ainsi qu’à des développements méthodologiques.

Articles publiés dans les 5 dernières années

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