Nanocomposites, Et Matériaux Hybrides Organiques-Inorganiques

Question 1

Qu’est ce qu’un matériau HOIM. Citez trois matériaux

Answer 1

Hybrid Organic-Inorganic Material.
1.Coating
2. Lentilles de contact
3. Biosensors and bioreactors

Question 2

Citez les trois types de matériaux composites.

Answer 2

Céramiques, Polymères organiques. Cas spécifiques à l’intermédiaire des deux : Particules Cœur écorce

Question 3

Quels sont les avantages des particules d’un système cœur-écorce?

Answer 3

Paramétrer la mouillabilité, la résistance à la corrosion, la dispersabilité, etc.

Question 4

Quelles sont les deux méthodes de synthèse de sol-gel?

Answer 4

1. Méthode metal-organique
2. Méthode inorganique

Question 5

Quels sont les dérivés de métaux utilisées dans la méthode métal-organique de synthèse sol-gel? Quel méthode de polymérisation est utilisée?

Answer 5

Métaux alkoxydes : M(OR)z ou M(OR)z(L)n-z
Polymérisation inorganique par étape.

Question 6

La réactivité des métaux alkoxydes augmente-t’elle ou diminue t’elle avec le rayon ionique ?

Answer 6

Elle augmente : Ce(OR)4 > Zr(OR)4 > Ti(OR)4 par exemple

Question 7

Qu’est ce que le IEP ou PIE?

Answer 7

Le point iso-électrique. Décidé de la charge positive ou négative qui va stabiliser le sol en fonction du pH. (M+, OH-) ou (MO-, H+)
Autour du PIE, on forme des aggrégats (M-OH)

Question 8

Quels paramètres faut-il prendre en compte dans le cadre de la chimie des métaux alkoxydes?

Answer 8

La force ionique
Le PIE

Question 9

Citez trois avantages et trois inconvénients des synthèses sols-gel.

Answer 9

Avantages : très haute pureté, très homogène, porosité paramètrable par le traitement thermique (on peut avoir des fortes porosités et des faibles porosités)
Inconvénients : Les précurseurs alkoxydes coutent chers, temps de process longs, production volatile.

Question 10

Que peut on former par condensation suivie d’un temps de vieillissement/ séchage?

Answer 10

Des fibres, des poudres, des xerogels, des aerogels, des coating, des céramique denses

Question 11

Quels sont les précurseurs utilisés pour introduire des groupes organiques dans un réseau inorganique dans le cadre des systèmes silicates?

Answer 11

R’Si(OR)3

Question 12

A quoi sert l’introduction de molécules organiques dans un réseau inorganique?

Answer 12

A faire des coatings décoratifs colorés

Question 13

Qu’est ce que le TEOS?

Answer 13

Si(OEt)4

Question 14

Polymérisation en suspension

Answer 14

Polymérisation dans des goutes dispersées dans de l’eau sous agitation et sous chauffage. Gros objets initiaux -> Courtes chaînes

Question 15

Comment préparer des nanoparticules coeur-écorce?

Answer 15

Par précipitation d’oxydes, par précipitation de précurseurs de particules de polymères gonflées
Par adsorption de macromolécules : Précipitation , greffage fonctionnel, greffage de macromolécule

Question 16

Caractéristiques de la polymérisation par émulsion

Answer 16

Contrôle des radicaux (car ils sont dans l’eau). Taille nm. Petites particules -> Longues chaines

Question 17

Principe sol gel

Answer 17

1. Étape de hydroxylation : M-OR + H2O -> MOH +ROH
2. Polycondensation. : oxolation vs olation (si N>z) : MOH + R’OM -> MOM+ HOR’
   Avec N le nombre de coordination du métal. Et z le nombre de valence du métal.

Question 18

En milieu acide, comment réagissent les alkoxydes de silice?

Answer 18

La réaction d’hydrolyse est plus rapide (attaque de H2O similaire à une SN2) que celle de condensation. Cf schéma

Question 19

En milieu basique comment réagissent les alkoxydes de silice?

Answer 19

Les silanol formés en hydrolyse dont déprotonés. ce sont des meilleurs nucléophiles que les silanols protonnés.
La réaction de condensation se fait plus vite que l’hydrolyse.

Question 20

Que forme l’étape de gel en milieu acide et en milieu basique?

Answer 20

En milieu acide on forme un gel polymerique
En milieu basique on forme de la silice coloïdale si la concentration des alkoxysilane est faible (0,3M), un gel colloïdal si elle est élevée.