Contact: David Guerin
La ressource dispose d’une salle dédiée à la synthèse chimique ayant pour principale activité la préparation de molécules, de matériaux et de surfaces fonctionnalisées pour l’électronique moléculaire/organique ou les nanobiotechnologies (jonctions moléculaires, switches, mémoires, capteurs…). En particulier la technique des monocouches auto-assemblées (SAMs) permet d’apporter aux surfaces des propriétés physico-chimiques spécifiques. La synthèse et le greffage de nanoparticules sur différents substrats est aussi réalisée. Le laboratoire permet de réaliser ces synthèses sous atmosphère inerte.
Deux boites à gants connectées (MBRAUN) permettent de réaliser sous atmosphère inerte l’ensemble des étapes de fabrication d’un composant: la chimie de surface, les dépôts de molécules ou de polymères par spin-coating ainsi que l’évaporation d’espèces organiques puis la métallisation sous ultravide.
Des dépôts de couches minces organiques sous vide sont également réalisées (parylène, pentacène…).
Expertises et savoir-faire: points marquants
– Fonctionnalisation de tout type de surfaces (métaux, semi-conducteurs, polymères, nanoparticules…) par la technique des monocouches auto-assemblées (SAMs), en vue de leur apporter de nouvelles propriétés (conduction électronique, réactivité spécifique, photosensibilité, mouillabilité modulable, superhydrophobicité…). Le greffage ou l’auto-assemblage de nanoparticules / nanomatériaux est également effectué sur diverses surfaces.
1. Monocouche auto-assemblée appliquée à la préparation d’un senseur de gaz sarin (groupe NCM) [Ref]
– Synthèse chimique multi-étapes de molécules, polymères, nanoparticules, ou autres matériaux appliqués à l’électronique. Le laboratoire dispose de nombreux équipements utiles à la synthèse et à la purification de composés organiques (rotavapor, flash chromatographie sur colonne, four de distillation/sublimation Buchi, centrifugeuse…)
2. Jonction moléculaire à base de molécules photocommutables auto-assemblées sur une surface d’or (groupe NCM) [Ref]
– Greffage ou assemblage (auto-assemblage, enduction) de nanoparticules ou nanoobjets sur diverses surfaces.
3. Commutateur optique constitué d’un réseau 2D de nanoparticules d’or (NPSAN) fonctionnalisées par des ligands photocommutables (groupe NCM) [Ref]
– Dépôt par CVD dans un Bâti Comelec de parylène C et N en couche mince d’environ 50nm à 25µm (avec ou sans promoteur d’adhérence). Le parylène est notamment utilisé pour sa grande inertie chimique (encapsulation de composant) et son caractère isolant électrique.
4. Objet volant mimant l’insecte (OVMI) réalisé à partir d’un film de parylène C (groupe Mamina)
Expertises et savoir-faire: autres
– Manipulations sous atmosphère inerte. La chimie sensible à l’air peut être réalisée sous boite à gants ou à l’aide de rampes à vide et de verrerie schlenk. Deux boites à gants couplées MBRAUN permettent de réaliser sous atmosphère inerte (taux d’O2 et de H2O <1 ppm) l’ensemble des étapes de fabrication d’un composant: la chimie de surface, les dépôts de molécules ou polymères par spin-coating ainsi que l’évaporation d’espèces organiques puis la métallisation sous ultravide (par effet joule à 10-7 mbar).
– Dépôts sous vide par effet joule de couches organiques ou inorganiques (pentacène, sexiothiophène, C60, Ag2S) dans un bâti Aprim Vide.
– Caractérisations physicochimiques des molécules, polymères, nanoparticules par spectroscopies UV-vis (Perkin Elmer) et FTIR (Perkin Elmer) ou RMN sur le campus.
– Caractérisations physicochimiques des surfaces fonctionnalisées par ellipsométrie (Horiba Jobin Yvon), mesure d’angle de contact par tensiométrie (Biolin), spectroscopies (UV-vis, FTIR, XPS), voltampérométrie et spectrométrie de masse (ToF-SIMS accessible sur le campus).
Mots clés: fonctionnalisation des surfaces, chimie organique, synthèse, électronique moléculaire, monocouches auto-assemblées, purification, parylène…
