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«Influence de la taille et de la structure des germes dans la formation de nanoparticules d’or anisotropes» par Zeliha Cansu Canbek

Présentée par : Zeliha Cansu Canbek Discipline : chimie théorique, physique, analytique Laboratoire : LIONS

Résumé :
De nombreux efforts ont été réalisés dans le domaine de la synthèse de nanoparticules d'or anisotropes pour atteindre différentes tailles et structures préalablement définies afin de répondre à des applications potentielles. Si des synthèses sont aujourd’hui décrites, le mécanisme de l’origine des formes anisotropes est encore partiellement compris. L’objectif général de cette thèse était de comprendre l'origine de l'anisotropie lors de la formation de nanoparticules d'or anisotropes, en particulier dans le cas des nano-bâtonnets et des bipyramides d’or, en solution aqueuse. Pour atteindre cet objectif, la méthode par croissance de germes a été choisie afin de moduler la forme et la taille des germes utilisés. Bien que le rôle crucial de graines ait été étudié par différents groupes, cette étude présente une approche systématique et quantifiée sur la genèse de l’anisotropie par rapport à « la taille et la morphologie de cristal des germes. Une utilisation de différentes techniques de caractérisations de nanoparticules et une approche originale de compétition de croissance de germes différents a permis de répondre à deux questions principales :

I) Comment contrôler la structure cristalline et de la taille des germes ?
II) Quelles sont les influences de la taille des germes et la structure contrôlée sur la cinétique de la croissance et la structure finales ?

Pour identifier les relations de structure entre les germes et les particules finales, les structures des nano-bâtonnets et des bipyramides ont été particulièrement approfondies avec une comparaison et avec une modélisation des structures pentamaclées les plus stables. Enfin, ces études de mécanismes ont été approfondies.

Abstract :
Between the ongoing research on various type of materials to tune the particle size and crystal design in nanoscale for their potential applications, anisotropic gold nanoparticles has attracted most intention not only because their divine color but also their enhanced catalytic activities, optical properties and electrical conductivities.
Event though, many efforts have been already made in the field of synthesis of anisotropic gold nanoparticles with defined sizes and structures, growth mechanism of many unique anisotropic shapes is still contraversary subject.
Overall objective of this thesis is to understand the origin of anisotropy during the formation of anisotropic gold nanoparticles, especially gold nanorods, in liquid phase. For our envisaged aim, between numerous synthetic methods developed for production of nanoparticles, seed mediated approach is chosen for fabrication of final anisotropic gold nanoparticles from small seeds which is grown into final nanoparticle later on. During synthesis of nanoparticles, those seeds play critical role of precursor to control the yield of and crystal structure of final anisotropic nanoparticle. Here we offer a systematical study on the origin of anisotropy with respect to “seed size” and “crystal morphology”.
Since these small particles are the genesis of anisotropic metal nanoparticle synthesis, in this thesis we answer following questions to explain the origin of anisotropy.

I) How to control the crystal structure and the size of seeds ?
II) What are the influences of controlled seed size and structure on the kinetics of growth ?
Informations complémentaires
Laurence MOTTE, Professeur des Universités, à l’Université Paris 13/Laboratoire de Chimie, Structure et Propriétés de Biomatériaux et d’Agents Thérapeutiques (CSPBAT) - UMR 7244 CNRS - Bobigny - Rapporteur
François RIBOT, Chargé de Recherche, Habilité à Diriger des Recherches, au Collège de France/Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP) - UMR 7574 CNRS - Paris - Rapporteur
Fabienne TESTARD, Chercheur, Habilitée à Diriger des Recherches, au CEA/Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS) - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Suzanne GIORGIO, Professeur des Universités, à l’Université d’Aix-Marseille/École Supérieure d'Ingénieurs de Luminy - Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM) - UMR 7325 - Marseille - Examinateur
Chantal LARPENT, Professeur des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire Institut Lavoisier de Versailles (ILV) - Versailles - Examinateur
Nicolas MENGUY, Professeur des Universités, à l’Université Pierre et Marie Curie/Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC) - UMR 7590 - Paris - Examinateur
Hynd REMITA, Directeur de Recherche, à l’Université Paris Sud 11/Laboratoire de Chimie Physique - Orsay - Examinateur
Mona TREGUER-DELAPIERRE, Maître de Conférences, Habilitée à Diriger des Recherches, à l’Université de Bordeaux/Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB) - CNRS - UPR 9048 - Pessac - Examinateur
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