TP Matériaux

TP Matériaux

Table Des Matières
1 - Nanoparticules de magnétite. 4
1.1 Nanoparticules et magnétisme...................................................................................................................4
1.2 Synthèse de nanoparticules de magnétite...................................................................................................7
1.3 Exploitation.............................................................................................................................................8
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1 - Nanoparticules De Magnétite. 1
1.1 Nanoparticules et magnétisme
Nanoparticules
Une nanoparticule à une taille inférieure à 100 nm. Une nanoparticule est également définie
comme ayant « un diamètre suffisamment petit pour que les propriétés physiques et
chimiques diffèrent de façon mesurable de celles des matériaux en vrac ».
On peut également classer les nanoparticules selon leur taille dans chacune des trois
dimensions :
les fullerènes, ont leur trois dimensions dans le domaine nanométrique (point) ;
les nanotubes, dendrimères, nanofils, fibres et fibrilles ont deux dimensions
nanométriques (ligne) ;
les films minces n'ont qu'une dimension nanométrique (plan).
Les propriétés de la matière changent fortement quand la taille des objets se rapproche du
nanomètre. Ceci est dû en partie au fait que la surface d'un matériau joue un rôle de plus en
plus grand lorsque sa taille décroît, alors que le nombre d'atomes appartenant à la surface est
négligeable dans le cas d'un matériau macroscopique.
Les impacts sanitaires (toxicologiques et écotoxicologiques) des nanoparticules, qu'elles soient
d'origine naturelle ou anthropique, sont encore très mal connus, néanmoins ils sont supposés
importants, car si ces particules n'ont presque pas de masse, leur surface de réaction est
proportionnellement la plus grande (par unité de poids). Leur impact varie probablement
selon leur taille, leur caractère hygrophile, lipophile, leur charge électrique, leur tendance à
s'agglutiner ou non qui peuvent favoriser ou non leur passage des barrières biologiques
(cellulaire, peau, muqueuses, poumon, intestin, barrière hématoencéphalique, placentaire,
etc.)
L'être humain et d'autres espèces vivantes sont notamment exposés à des nanoparticules
ayant comme source des phénomènes d'usure mécanique (freins et pneus par exemple), et
de combustion (incinération, pots d'échappement y compris pots catalytiques, centrales
thermiques, certaines productions industrielles...). Des études, y compris chez l'être humain,
ont mis en évidence qu'une importante part des nanoparticules inhalées atteignaient
directement les alvéoles pulmonaires, d'où elles peuvent passer dans les cellules ou dans le
sang. La pilosité nasale, le mucus et le transport mucociliaire n'éliminent que les grosses
particules. En particulier, des particules ultra-fines associées « à une hausse de la mortalité
due à leur dépôt dans les poumons, cerveau et système circulatoire » sont produites par la
combustion du bois ou autres combustibles et carburants (fuel, essence, moteurs Diesel).
Le graphène
Le graphène est une couche d'atomes de carbone organisée de façon très régulière. Tous les
atomes sont organisés sur un même plan. On parle de cristal à deux dimensions. Le graphène
est un cristal de carbone bidimensionnel formé de cellules hexagonales. Empilé, il donne le
graphite.
Le graphène est un excellent conducteur électrique, très résistant à la chaleur et transparent.
La conductivité thermique est deux fois plus importante que celle du cuivre tout en présentant
une meilleure dissipation de la chaleur. Il pourrait permettre de faire des écrans flexibles et
résistants, des feuilles de papiers électroniques et pourrait aussi intervenir dans la fabrication
de capteurs solaires ou de batteries.
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Le graphène
Du WiFi 100 fois plus rapide
Le graphène ouvre des perspectives très intéressantes dans les réseaux sans fil. Un papier
publié dans Technology Review, le journal du MIT, explique que l'utilisation d'une antenne en
graphène pourrait améliorer significativement les débits. Alors que le WiFi exploite au mieux
des fréquences dans la bande du gigahertz (GHz), le graphène permettrait d'entrer dans l'ère
du térahertz (THz).
Selon les estimations du professeur Ian Akyildiz et de son équipe, il est possible d'atteindre
des débits de 100 térabits par seconde pour des communications en champ proche (à
quelques centimètres près). Dans un rayon d'un mètre, une antenne en graphène permettrait
d'atteindre un débit d'un térabit par seconde, ce qui permettrait d'échanger en une seconde et
entre deux mobiles dix films en haute définition.
Affichage lumineux
• Contrôle tactile
• Dépliable en écran 17''
• Station météo
• Connexion Wi-Fi
• Recharge photovoltaïque
Extrêmement flexible
Supporte de très fortes contraintes.
Bonne conductivité thermique
Conductivité électrique importante
(résiste aux forts courants)
Composé organique (faible coût)
Transparence
Magnétisme
Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces attractives
ou répulsives d'un objet sur un autre.
Origine microscopique de l'aimantation
Tous les corps étant formés d'atomes individualisés ou associés en molécules ou d'ions, les
électrons ne sont pas libres (sauf les électrons de conduction dans les métaux) mais localisés
Image 1 Un bracelet en graphène
Image 2 Plasticité du graphène
Nanoparticules de magnétite.
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