Self-Assembly of Polyhedral Hybrid Colloidal Particles

We have developed a new method to produce hybrid particles with polyhedral shapes in very high yield (liter quantities at up to 70% purity) using a combination of emulsion polymerization and inorganic surface chemistry. The procedure has been generalized to create complex geometries, including hybrid line segments, triangles, tetrahedra, octahedra, and more. The optical properties of these particles are tailored for studying their dynamics and self-assembly. For example, we produce systems that consist of index-matched spheres allowing us to define the position of each elementary particle in three-dimensional space. We present some preliminary studies on the self-assembly of these complex shaped systems based on electron and optical microscopy.Engineering and Applied SciencesPhysic

Fabricación de un textil electrocrómico

Hoy en día, todos los mensajes pasan a través de pantallas LED, sin embargo, tienen dos grandes inconvenientes: fragilidad y consumo. El objetivo de este estudio fue, por lo tanto, desarrollar un textil electrocrómico con varios píxeles para superar estos inconvenientes, mediante el uso de polímeros conductores electrónicos (una familia de polímeros capaces de cambiar reversiblemente de un estado dopado a un estado desdopado). Esta característica conduce a modificaciones de las propiedades de los polímeros que son una función de su nivel de dopaje, pero también de sus estructuras moleculares.Se realizaron ensayos con varias combinaciones de monómeros para poder crear duos de colores variados (que cubrirían parte del espectro de luz), ubicados dentro de un electrolito reticulado, atrapado entre dos electrodos de PET-ITO mediante sellado con pegamento de neopreno. Tras la creación del dispositivo, se aplicó una diferencia de potencial eléctrico de 5V para estudiar el cambio de color específico de la mezcla de monómeros.Los resultados mostraron que ciertas combinaciones de monómeros no funcionaron: los monómeros Py, MT, T, ProDOT y HT, por lo que fueron excluidos del estudio. Se encontró que el número de ciclos aplicables a cada dispositivo antes de que el color se volviera permanente era bajo para todos los prototipos probados. La prueba de creación del textil electrocrómico ha mostrado resultados que merecen ser estudiados en más detalle para determinar su efectividad real y su potencial a gran escala.En conclusión, sería necesario impulsar el estudio para mejorar el ciclo de vida de los píxeles, así como desarrollar una aplicación textil a mayor escala para ver la efectividad de los polímeros. Sin embargo, se pudo producir un prototipo de tejido electrocrómico y se determinaron combinaciones interesantes de polímeros para futuras aplicaciones.<br /

Formation à la microfluidique et aux microréacteurs selon un scénario pédagogique mixte

Un projet de formation à la microfluidique et aux microréacteurs est en cours de réalisation pour les élèves-ingénieurs de Bordeaux INP. Du point de vue pédagogique, sa particularité est de proposer différentes modalités d'enseignement : certaines activités sont réalisées à distance et en autonomie, d'autres sont présentielles et collectives. Une autre particularité est sa réalisation à l'aide d'outils simples à mettre en œuvre, mais donnant un résultat attractif et en accord avec les intentions pédagogiques

Clogging by sieving in microchannels: Application to the detection of contaminants in colloidal suspensions

We report on a microfluidic method that allows measurement of a small concentration of large contaminants in suspensions of solid micrometer-scale particles. To perform the measurement, we flow the colloidal suspension through a series of constrictions, i.e. a microchannel of varying cross-section. We show and quantify the role of large contaminants in the formation of clogs at a constriction and the growth of the resulting filter cake. By measuring the time interval between two clogging events in an array of parallel microchannels, we are able to estimate the concentration of contaminants whose size is selected by the geometry of the microfluidic device. This technique for characterizing colloidal suspensions offers a versatile and rapid tool to explore the role of contaminants on the properties of the suspensions

Synthèse et valorisation de particules colloïdales de morphologie et de fonctionnalité de surface contrôlées

The synthesis of colloids, whose properties can be adjusted by modifying the space arrangement of their components, should allow the conception of unique and revolutionary materials. This manuscript deals with the elaboration of hybrid particles constituted by a silica core, surface decorated by polystyrene latexes generated in situ through an emulsion polymerization process. It was demonstrated that the number and the size of the growing organic nodules could be controlled via the adjustment of the physicochemical surface characteristics of the silica seeds and/or the polymerization parameters. The resulting biphasic colloids were original from the point of view of their shape (regular polyhedral) and their size (a few hundred of nanometers).Dissymmetrical nanoparticles, named "Janus" particles in reference to the Roman God, were also successfully synthesized according to two strategies. The first one was based on the partial masking of one of the seed hemispheres by one polystyrene latex, followed by a regioselective surface modification. The second one took advantage from the silica particle ability to stabilize a liquid/liquid interface (Pickering emulsions) in order to modify regioselectively the surface in contact with one or the other liquid phase.The study of the properties of these colloids was also carried out for various potential applications, such as the preparation of colloidal crystals or complex multifunctional nanostructures.La synthèse de colloïdes dont les propriétés peuvent être ajustées par modification de l'organisation spatiale de leurs constituants permet d'envisager la formation de matériaux uniques et révolutionnaires. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à la fabrication de particules hybrides constituées d'un coeur de silice décoré en surface par des latex de polystyrène élaborés in situ par un procédé original de polymérisation en émulsion.Le contrôle du nombre et de la taille des nodules organiques en croissance peut être réalisé via l'ajustement de certains paramètres expérimentaux tels que les caractéristiques physicochimiques de la silice et/ou de la réaction de polymérisation en émulsion. Des colloïdes remarquables par leurs formes (polyèdres réguliers) et par leurs tailles (quelques centaines de nanomètres) ont été obtenus.Nous avons également synthétisé des nanoparticules dissymétriques ou « Janus », en référence au dieu romain à deux visages. Nous avons pour cela développé deux voies de synthèse, basées sur le masquage partiel d'un des hémisphères de particules minérales suivi d'une étape de fonctionnalisation de surface régiosélective. Ainsi, des dimères hybrides silice/polystyrène, où le nodule polymère sert de masque temporaire du coeur minéral, se sont avérés de bons candidats dans la réalisation de particules « Janus ». Nous avons également exploité une interface liquide/liquide (émulsions de Pickering) pour générer ce type d'objets.L'étude des propriétés de ces colloïdes en vue de diverses applications telles que la réalisation de cristaux colloïdaux ou de nanostructures multifonctionnelles complexes a été abordée

Synthesis and valorization of morphologically and surface controlled colloidal particles

La synthèse de colloïdes dont les propriétés peuvent être ajustées par modification de l'organisation spatiale de leurs constituants permet d'envisager la formation de matériaux uniques et révolutionnaires. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à la fabrication de particules hybrides constituées d'un coeur de silice décoré en surface par des latex de polystyrène élaborés in situ par un procédé original de polymérisation en émulsion.Le contrôle du nombre et de la taille des nodules organiques en croissance peut être réalisé via l'ajustement de certains paramètres expérimentaux tels que les caractéristiques physicochimiques de la silice et/ou de la réaction de polymérisation en émulsion. Des colloïdes remarquables par leurs formes (polyèdres réguliers) et par leurs tailles (quelques centaines de nanomètres) ont été obtenus.Nous avons également synthétisé des nanoparticules dissymétriques ou « Janus », en référence au dieu romain à deux visages. Nous avons pour cela développé deux voies de synthèse, basées sur le masquage partiel d'un des hémisphères de particules minérales suivi d'une étape de fonctionnalisation de surface régiosélective. Ainsi, des dimères hybrides silice/polystyrène, où le nodule polymère sert de masque temporaire du coeur minéral, se sont avérés de bons candidats dans la réalisation de particules « Janus ». Nous avons également exploité une interface liquide/liquide (émulsions de Pickering) pour générer ce type d'objets.L'étude des propriétés de ces colloïdes en vue de diverses applications telles que la réalisation de cristaux colloïdaux ou de nanostructures multifonctionnelles complexes a été abordée.The synthesis of colloids, whose properties can be adjusted by modifying the space arrangement of their components, should allow the conception of unique and revolutionary materials. This manuscript deals with the elaboration of hybrid particles constituted by a silica core, surface decorated by polystyrene latexes generated in situ through an emulsion polymerization process. It was demonstrated that the number and the size of the growing organic nodules could be controlled via the adjustment of the physicochemical surface characteristics of the silica seeds and/or the polymerization parameters. The resulting biphasic colloids were original from the point of view of their shape (regular polyhedral) and their size (a few hundred of nanometers).Dissymmetrical nanoparticles, named "Janus" particles in reference to the Roman God, were also successfully synthesized according to two strategies. The first one was based on the partial masking of one of the seed hemispheres by one polystyrene latex, followed by a regioselective surface modification. The second one took advantage from the silica particle ability to stabilize a liquid/liquid interface (Pickering emulsions) in order to modify regioselectively the surface in contact with one or the other liquid phase.The study of the properties of these colloids was also carried out for various potential applications, such as the preparation of colloidal crystals or complex multifunctional nanostructures

Synthesis and valorization of morphologically and surface controlled colloidal particles

La synthèse de colloïdes dont les propriétés peuvent être ajustées par modification de l'organisation spatiale de leurs constituants permet d'envisager la formation de matériaux uniques et révolutionnaires. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à la fabrication de particules hybrides constituées d'un coeur de silice décoré en surface par des latex de polystyrène élaborés in situ par un procédé original de polymérisation en émulsion.Le contrôle du nombre et de la taille des nodules organiques en croissance peut être réalisé via l'ajustement de certains paramètres expérimentaux tels que les caractéristiques physicochimiques de la silice et/ou de la réaction de polymérisation en émulsion. Des colloïdes remarquables par leurs formes (polyèdres réguliers) et par leurs tailles (quelques centaines de nanomètres) ont été obtenus.Nous avons également synthétisé des nanoparticules dissymétriques ou « Janus », en référence au dieu romain à deux visages. Nous avons pour cela développé deux voies de synthèse, basées sur le masquage partiel d'un des hémisphères de particules minérales suivi d'une étape de fonctionnalisation de surface régiosélective. Ainsi, des dimères hybrides silice/polystyrène, où le nodule polymère sert de masque temporaire du coeur minéral, se sont avérés de bons candidats dans la réalisation de particules « Janus ». Nous avons également exploité une interface liquide/liquide (émulsions de Pickering) pour générer ce type d'objets.L'étude des propriétés de ces colloïdes en vue de diverses applications telles que la réalisation de cristaux colloïdaux ou de nanostructures multifonctionnelles complexes a été abordée.The synthesis of colloids, whose properties can be adjusted by modifying the space arrangement of their components, should allow the conception of unique and revolutionary materials. This manuscript deals with the elaboration of hybrid particles constituted by a silica core, surface decorated by polystyrene latexes generated in situ through an emulsion polymerization process. It was demonstrated that the number and the size of the growing organic nodules could be controlled via the adjustment of the physicochemical surface characteristics of the silica seeds and/or the polymerization parameters. The resulting biphasic colloids were original from the point of view of their shape (regular polyhedral) and their size (a few hundred of nanometers).Dissymmetrical nanoparticles, named "Janus" particles in reference to the Roman God, were also successfully synthesized according to two strategies. The first one was based on the partial masking of one of the seed hemispheres by one polystyrene latex, followed by a regioselective surface modification. The second one took advantage from the silica particle ability to stabilize a liquid/liquid interface (Pickering emulsions) in order to modify regioselectively the surface in contact with one or the other liquid phase.The study of the properties of these colloids was also carried out for various potential applications, such as the preparation of colloidal crystals or complex multifunctional nanostructures

Synthèse et valorisation de particules colloïdales de morphologie et de fonctionnalité de surface contrôlées

La synthèse de colloïdes dont les propriétés peuvent être ajustées par modification de l'organisation spatiale de leurs constituants permet d'envisager la formation de matériaux uniques et révolutionnaires. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à la fabrication de particules hybrides constituées d'un coeur de silice décoré en surface par des latex de polystyrène élaborés in situ par un procédé original de polymérisation en émulsion. Le contrôle du nombre et de la taille des nodules organiques en croissance peut être réalisé via l'ajustement de certains paramètres expérimentaux tels que les caractéristiques physicochimiques de la silice et/ou de la réaction de polymérisation en émulsion. Des colloïdes remarquables par leurs formes (polyèdres réguliers) et par leurs tailles (quelques centaines de nanomètres) ont été obtenus. Nous avons également synthétisé des nanoparticules dissymétriques ou « Janus », en référence au dieu romain à deux visages. Nous avons pour cela développé deux voies de synthèse, basées sur le masquage partiel d'un des hémisphères de particules minérales suivi d'une étape de fonctionnalisation de surface régiosélective. Ainsi, des dimères hybrides silice/polystyrène, où le nodule polymère sert de masque temporaire du coeur minéral, se sont avérés de bons candidats dans la réalisation de particules « Janus ». Nous avons également exploité une interface liquide/liquide (émulsions de Pickering) pour générer ce type d'objets. L'étude des propriétés de ces colloïdes en vue de diverses applications telles que la réalisation de cristaux colloïdaux ou de nanostructures multifonctionnelles complexes a été abordée.The synthesis of colloids, whose properties can be adjusted by modifying the space arrangement of their components, should allow the conception of unique and revolutionary materials. This manuscript deals with the elaboration of hybrid particles constituted by a silica core, surface decorated by polystyrene latexes generated in situ through an emulsion polymerization process. It was demonstrated that the number and the size of the growing organic nodules could be controlled via the adjustment of the physicochemical surface characteristics of the silica seeds and/or the polymerization parameters. The resulting biphasic colloids were original from the point of view of their shape (regular polyhedral) and their size (a few hundred of nanometers). Dissymmetrical nanoparticles, named "Janus" particles in reference to the Roman God, were also successfully synthesized according to two strategies. The first one was based on the partial masking of one of the seed hemispheres by one polystyrene latex, followed by a regioselective surface modification. The second one took advantage from the silica particle ability to stabilize a liquid/liquid interface (Pickering emulsions) in order to modify regioselectively the surface in contact with one or the other liquid phase. The study of the properties of these colloids was also carried out for various potential applications, such as the preparation of colloidal crystals or complex multifunctional nanostructures

Synthèse et valorisation de particules colloïdales de morphologie et de fonctionnalité de surface contrôlées

La synthèse de colloïdes dont les proppriétés peuvent être ajustées par modification de l'organisation spatiale de leurs constituants permet d'envisager la formation de matériaux uniques et révolutionnaires. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à la fabrication de particules hybrides constitués d'un coeur de silice décoré en surface par des latex de polystyrène élaborés in situ par un procédé original de polymérisation en émulsion. Le contrôle du nombre et de la taille des nodules organiques en croissance peut être réalisé via l'ajustement de certains paramètres expérimentaux tels que les caractéristiques physico-chimiques de la silice et/ou de la réaction de polymérisation en émulsion. Des colloïdes remarquables par leurs formes (polyédres réguliers) et par leurs tailles (quelques centaines de nanomètres) ont été obtenus. Nous avons également synthétisé des nanoparticules dissymétriques ou "Janus", en référence au dieu romain à deux visages. Nous avons pour cela développé deux voies de synthèse basées sur le masquage partiel d'un des hémisphères de particules minérales suivi d'une étape de fonctionnalisation de surface régiosélective. Ainsi, des dimères hybrides silice/polystyrène, où le nodule polymère sert de masque temporaire du coeur minéral, se sont avérés de bons candidats dans la réalisation de particules "Janus". Nous avons également exploité une interface liquide/liquide (émulsion de Pickering) pour générer ce type d'objets. L'étude des propriétés de ces colloïdes en vue de diverses applications telles que la réalisation de cristaux colloïdaux, ou de nanostructures multifonctionnelles complexes a été abordée.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Les particules mettent les formes I - La sphère parfaite ne fait plus recette

La synthèse de particules colloïdales sphériques a fait l'objet d'efforts considérables ces dernières décennies et ces objets continuent de servir comme modèles pour de nombreuses études théoriques. Cependant, des propriétés originales sont également attendues d'objets dont la forme s'écarterait de la sphère parfaite. L'objectif de cet article est de présenter certaines des méthodes qui permettent de les préparer de manière contrôlée et reproductible