Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Recherches et Développements Technologiques autour des Nanocônes de Carbone

 

Porteur de projet : Marc Monthioux (Groupe M3)

Participants :
Permanents :
M3 : M. Monthioux, P. Puech
NeO : A. Cuche
GNS : T. Ondarçuhu
I3EM : A. Masseboeuf, (C. Gatel, M. Hÿtch, E. Snoeck)
Plateforme Caractérisation : F. Houdellier, G. Seine.

Non-Permanents :
R. Wang (thèse 2013-2016), C. Mortagne (thèse 2014-2017), G. Paredes-Guerrero (thèse 2016-2019)

 

Objectifs

Le CEMES est le seul laboratoire au monde à savoir fabriquer des nanocônes de carbone dotés d’une configuration morphologique particulière facilitant leur manipulation et leur incorporation dans des dispositifs divers, rendant possible et viable leur utilisation dans des applications commercialisées. Ces nanocônes sont d’une qualité structurale telle que leurs propriétés – en particulier mécaniques, électriques, thermiques - sont égales à celles des meilleurs nanotubes de carbone multiparois, sans avoir l’inconvénient d’une trop grande flexibilité, et au contraire des nanotubes, ils sont aisément manipulables .

Le but de l’Opération est :

  • la maîtrise et la compréhension des mécanismes de formation
  • la modification des propriétés naturelles des cônes de carbone par (i) modification de leur composition chimique (dans le système C-B-N-S-P) ; (ii) revêtement (ex. : dépôts métalliques) ; (iii) greffage, en particulier à l’apex (fonction chimiques, nanoparticules) ; (iv) remplissage de la cavité interne du nanotube central (molécules mobiles, nano-aimants…)
  • l’investigation et la compréhension des propriétés (mécaniques, électriques, thermiques, …) des nanocônes de carbone et de leurs variantes
  • l’investigation de l’applicabilité des nanocônes de carbone et de leurs variantes dans tous les domaines imaginables (à commencer par les sources d’électrons, les sondes pour microscopies à champ proche, …)
  • la compréhension des mécanismes fondamentaux responsables des propriétés observées
  • La réalisation de démonstrateur

 

Echéancier

Voici une liste des objectifs à 3 ans (correspondant aux objectifs des thèses en cours) :

  • Maîtrise et compréhension des mécanismes de formation
  • Analyse de l’applicabilité des nanocônes de carbone en tant que sondes pour divers modes de microscopies à champ proche (HR-AFM, STM, c-AFM, KFM, Nanoxerography, Single-Spin Microscopy, TERS)
  • Etudes préliminaires des conditions de substitution partielle de C par N
  • Etude de l’interaction nanocônes / liquides.

 

Moyens nécessaires

Les moyens nécessaires dépendent des différents domaines de propriétés et d’application étudiés. Pour les objectifs à 3 ans : Plateforme Caractérisation (MEB, FIB-Helios, METs, Nanoscope, Banc "émission"), Plateforme AtomTech & Procédés (fours, FIB-Zeiss, STM, AFM), et ressources extériewres )LXCNO).

 

Soutiens contractuels en cours

Partenariat CNRS/HHT (2014- ?), Projet NEXT CarboProbe (2016-2019), projet ANR NanoFluiDyn (2013-17), projet ANR LASCAR2 (2013-16).