ETUDE STRUCTURALE ET DYNAMIQUE DE SOLUTIONS DE SUCRE CONFINEES

Even though the active role of sugar molecules is well known as stabilizer agent for cell membranes upon dehydration, the responsible process is still unidentified. Nevertheless, the great affinity existing between sugar and water molecules – evidenced by the important number of hydrogen bondings between these two species – seems to be the main agent at the origin of this exceptional property. An experimental study of sugar and water molecules should allow to determine accurately the interactions causing this remarkable resistance. In this work, we focused on solutions of mono- and disaccharides (glucose, fructose and trehalose). The quasi-elastic neutron scattering is an appropriate tool to probe, at the picosecond timescale, the dynamics of water and sugar in solution and under confinement in porous materials presenting a scale mimicking the living world. Two matrices have been chosen : silica gel and mesoporous silica spheres presenting pores of 18 and 3 nm respectively. Both have been characterized with a large set of experiments (SANS, SEM, TEM, Raman Spectroscopy, BET, XRD). The effect of the confinement on the dynamics and solid-liquid transitions have been explored, thus an in-situ dehydration study monitored by small-angle neutron scattering allowed us to better understand the bioprotective effect of theses sugars.Bien que le rôle actif des sucres soit connu dans la stabilisation des membranes cellulaires lors de fortes déshydratations, il s'avère que les processus à l'origine de cette protection ne sont pas encore bien compris. Néanmoins, la très grande affinité de l'eau pour le sucre, comme en témoigne la formation de très nombreuses liaisons hydrogène, est semble-t-il responsable en partie de cette propriété exceptionnelle. L'étude expérimentale de la dynamique des molécules de sucre et d'eau permettra ainsi de quantifier l'importance de ces interactions. Dans ce travail, nous nous sommes principalement intéressés à des solutions de mono- et disaccharides (glucose, fructose et tréhalose). La diffusion quasi-élastique des neutrons a permis de mesurer, à l'échelle de la picoseconde, la dynamique de l'eau et du sucre en solution et sous confinement dans des matériaux poreux présentant un mimétisme d'échelle avec le vivant. Les deux matrices sélectionnées, c'est-à-dire un gel de silice aqueux et des nanosphères de silice mésoporeuse de type MCM-41, qui présentent des diamètres de pores de 18 et 3 nm respectivement, ont été caractérisées grâce à un large panel de techniques expérimentales (SANS, MET, MEB, Spectroscopie Raman, BET, DRX). L'effet du confinement sur la dynamique et sur les transitions de phase solide-liquide a ainsi pu être exploré, ainsi que l'effet protecteur des sucres grâce à une étude de déshydratation in-situ suivie par diffusion des neutrons aux petits angles

Les couleurs des verres

Des billes de notre enfance aux vitraux des cathédrales, le verre coloré exerce sur nous une grande fascination. La coloration du verre, souvent voulue pour donner un aspect esthétique ou protéger le contenu, est aussi parfois subie du fait de la présence d’impuretés comme le fer. Même à très faible concentration, le fer peut colorer le verre du vert au jaune en passant par le bleu. Nous allons ici expliquer que les colorations sont principalement obtenues de manière soustractive par des centres actifs, tels que les métaux de transition et les nanoparticules. D’autres effets physiques, comme la photoluminescence ou les interactions photoniques, peuvent également induire des colorations

Etude structurale et dynamique de solutions de sucre confinées

Bien que le rôle actif des sucres soit connu dans la stabilisation des membranes cellulaires lors de fortes déshydratations, il s avère que les processus à l origine de cette protection ne sont pas encore bien compris. Néanmoins, la très grande affinité de l eau pour le sucre, comme en témoigne la formation de très nombreuses liaisons hydrogène, est semble-t-il responsable en partie de cette propriété exceptionnelle. L étude expérimentale de la dynamique des molécules de sucre et d eau permettra ainsi de quantifier l importance de ces interactions. Dans ce travail, nous nous sommes principalement intéressés à des solutions de mono- et disaccharides glucose, fructose et tréhalose. La diffusion quasi-élastique des neutrons a permis de mesurer, à l échelle de la picoseconde, la dynamique de l eau et du sucre en solution et sous confinement dans des matériaux poreux présentant un mimétisme d échelle avec le vivant. Les deux matrices sélectionnées, c est-à-dire un gel de silice aqueux et des nanosphères de silice mésoporeuse de type MCM-41, qui présentent des diamètres de pores de 18 et 3 nm respectivement, ont été caractérisées grâce à un large panel de techniques expérimentales (SANS, MET, MEB, Raman, BET, DRX). L effet du confinement sur la dynamique et sur les transitions de phase solide-liquide a ainsi pu être exploré, ainsi que l effet protecteur des sucres grâce à une étude de déshydratation in-situ suivie par diffusion des neutrons aux petits angles.ORLEANS-BU Sciences (452342104) / SudocSudocFranceF

Recovery of damage in electron-irradiated ceria

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Diluted Fe3+ in silicate glasses: Structural effects of Fe-redox state and matrix composition. An optical absorption and X-band/Q-band EPR study

International audienceSodium-alkaline earth-silicate glasses, of nominal molar composition 16Na 2 O–10RO–74SiO 2 (R = Ca, (Ca,Mg) and Mg) doped with 0.5 wt% of Fe 2 O 3 , were studied by UV–Visible–NIR absorption spectroscopy and electron paramagnetic resonance (EPR) at X-and Q-band to understand the structural control of Fe 3+ optical absorption properties as a function of iron redox and glass composition. By comparing with a set of [4] Fe 3+ , [5] Fe 3+ and [6] Fe 3+ crystalline references, optical absorption spectra indicate the presence of 5-fold Fe 3+ in addition to a majority of tetrahedral Fe 3+. The combination of Q-and X-band EPR data shows Fe 3+ partition among isolated, distributed sites and Fe-rich clusters, providing unique insight into the distortion of isolated Fe 3+ sites. It demonstrates also the peculiar character of the residual Fe 3+ sites that exist in reduced glasses. Changing Ca to Mg increases the amount of tetrahedral Fe 3+ sites and decreases their distortion. The presence of Mg also reduces the amount of isolated rhombic Fe 3+ sites and promotes the formation of clusters. These clusters confirm the non-homogeneous structure of silicate glasses, as well as the preference of Fe 3+ for a more calcic than magnesian environment in sodic (Ca,Mg) glasses

In situ local environment and partitioning of Ni2+ ions during crystallization of an oxyfluoride glass

International audienceThe local structure of Ni 2+ ions during crystallization of an oxyfluoride aluminosilicate glass was examined by high temperature in situ spectroscopic experiments coupled with in situ X-ray diffraction to characterize the different crystallization steps. We show that Ni 2+ ions in the glass are located in the silicate glass network. After heat treatment Ni 2+ ions do not partition into the fluorine crystallites as observed for rare-earth metals. Instead, we observed the crystallization of a NiAl 2 O 4 crystalline phase, a largely inverse spinel. The in situ spectroscopic results (XRD, UV-Vis-NIR and Ni K-edge XANES) give new insights on the nickel partitioning between the supercooled liquid and the new crystals and show that the inversion degree of NiAl 2 O 4 spinel during its crystallization depends not only on the temperature but also on the annealing timescale. We also show that the addition of fluorine into aluminosilicate systems favors the formation of spinel crystals at lower temperature than usually observed, thereby playing a role to promote nucleation

Radiation damage in ion-irradiated CeO2 and (Ce, Gd)O2 sinters: Effect of the Gd content

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Speciation Change of Uranyl in Lithium Borate Glasses

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