• Document: Fiche professeur. Comment obtenir des nanoparticules de taille contrôlée?
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Fiche professeur Comment obtenir des nanoparticules de taille contrôlée ? Thème : Enseignement de spécialité Thème 3 : matériaux - Domaine d’étude : nouveaux matériaux Type de ressource : Documents illustrant les mots-clés du programme de l’enseignement de spécialité. Notions et contenus : Mot-clé « Nanoparticules » Compétences travaillées :  Synthèse de nanoparticules ;  Etudes et adaptation de protocoles expérimentaux ;  Caractérisation et détermination des tailles des particules par spectroscopie visible. Nature de l’activité : Activité expérimentale Résumé : L’élève est amené à réfléchir et à mettre en œuvre un protocole expérimental permettant d’identifier les paramètres qui entrent en jeu dans la synthèse de nanoparticules aux tailles et formes contrôlées. Tout en étant indépendante, cette activité fait suite à l’activité nommée « Quel est l’intérêt de travailler avec des matériaux de taille nanométrique ? » proposée par l’académie de Versailles (appropriation du vocabulaire liées aux nanoparticules). Mots clefs : Chimie, matériaux, nanoparticule de taille contrôlée, synthèse, spectroscopie visible. Académie où a été produite la ressource : académie de Versailles Plan du document :  SUPPORT DE TRAVAIL – DOCUMENTS POUVANT ETRE DISTRIBUES AUX ELEVES  Document 1 : méthodes de synthèse et stabilisation de nanoparticules métalliques en solution ;  Document 2 : protocoles succincts permettant la synthèse de nanoparticules métalliques (argent, or) dispersées en solution;  Document 3 : qu’est ce que la résonance plasmon ?  Document 4 : variation de la longueur d’onde associée au maximum d’absorption des solutions de nanoparticules d’or en fonction de leur diamètre (résonance plasmon) ;  Document 5 : évolution du spectre d’absorption de solutions de nanoparticules d’argent (supposées sphériques) en fonction de leur diamètre.  PISTES D’EXPLOITATION AVEC LES ELEVES ET INFORMATIONS DESTINEES AU PROFESSEUR  COMPETENCES TRAVAILLEES PAR LES ELEVES DANS LE CADRE DE L’ACTIVITE PROPOSEE 1 Support de travail – Documents pouvant être distribués aux élèves - Document 1 - Méthodes de synthèse et stabilisation de nanoparticules métalliques en solution Adaptation et citation de : « Synthèse de sols d’argent et d’or », C. AMIENS et B. CHAUDRET – Bul. Un. Phy. n°831 de février 2001. De nombreuses méthodes sont développées dans le monde entier pour la formation de nanoparticules métalliques. Elles relèvent soit d’une approche « top-down », c’est-à-dire du découpage du matériau massif en éléments de taille de plus en plus petite, soit de l’approche « bottom-up ». Cette deuxième approche considère les objets nanométriques comme des associations d’atomes et vise à contrôler ces associations, c’est à dire à synthétiser ces objets : Elle est donc a priori plus riche, tant par les nombreuses voies de synthèse pouvant être mises en oeuvre que par la grande variété d’objets alors accessibles. Parmi les voies de synthèse les plus marquantes, qui ne différent toutes que par la source d’atomes choisie, citons :  l’évaporation d’une source métallique suivie de la condensation contrôlée des atomes obtenus dans divers milieux (gaz, solvants…) ;  la réduction chimique, radiolytique (il s’agit ici de créer à partir du solvant et avec une onde (rayonnement ionisant) une espèce chimique réductrice très réactive (radical), pour réduire les ions métalliques et induire une agglomération homogène des atomes ainsi créés) ou électrochimique d’un ion métallique ;  la décomposition d’un complexe organométallique (édifice chimique constitué d’un cation métallique central entouré de plusieurs molécules ou ions nommés ligands) ≈ nm Comme leur masse est très faible, l’action de la pesanteur est Atomes libres largement compensée par les mouvements Browniens. Si au présents cours de leur déplacement les particules se rapprochent, les temporairement dans le milieu interactions de Van der Waals (interaction physique de faible suite à une énergie) se manifestent ; les particules s’att

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