2-Méthodes chimiques
a)Techniques sol-gel
Les techniques sol-gel permettent de produire des
nanomatériaux à partir de solutions
d'alkoxydes ou de solutions colloïdales. Les
matériaux sont élaborés sous forme de
monolithes, de nanopigments cristallisés ou de couches
minces. Ce sont des techniques
fondées sur des réactions de
polymérisation inorganiques. On distingue trois types de
procédés : sol-gel à base de silice,
alkoxyde de métal et de type Pechini.
Le procédé sol-gel consiste tout d'abord en
l'élaboration d'une suspension stable (sol) à partir de
précurseurs chimiques en solution. Suite à des interactions entre
les espèces en suspension et le solvant, ces « sols » vont se
transformer en un réseau solide tridimensionnel expansé au
travers du milieu liquide. Le système est alors dans l'état de
« gel ». Ces gels sont ensuite transformés en matière
sèche amorphe par évacuation des solvants dans leurs domaines
gazeux ou supercritique (aérogel) ou par simple évaporation sous
pression atmosphérique (xérogel).
Les techniques sol-gel permettent de contrôler la taille
et l'homogénéité de la distribution des particules. Elles
permettent la production de pièces massives, de dépôts de
couches minces sur plaques, fibres ou de composites fibreux. Toutefois, ces
techniques présentent certains inconvénients tels que le
coût élevé des précurseurs de base, un faible
rendement, des produits de faible densité (pour les matériaux
à hautes densité, une étape de recuit à haute
température est nécessaire) et des résidus de carbones et
autres composés, certains pouvant être dangereux pour la
santé (pour les matériaux ultra purs, une étape de
purification complexe est nécessaire).
b)Fluide supercritique avec réaction chimique
L'un des intérêts majeurs de réaliser une
transformation chimique en milieu fluide
supercritique est de pouvoir ajuster continûment les
propriétés physico-chimiques du milieu réactionnel sur une
grande échelle par ajustement des paramètres pression et
température sur de petites échelles. La maîtrise des
propriétés physico-chimiques du milieu permet alors de
contrôler la réaction chimique et ainsi l'élaboration du
matériau (contrôle de la taille et de la morphologie des
nanostructures).
Le procédé permet la synthèse de
matériaux inorganiques finement divisés : métal, oxyde et
nitrure
Schéma de principe des potentialités des milieux
fluides supercritiques pour l'élaboration de
matériaux finement divisés
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