Synthèse et fonctionnalisation de nanoparticules d’oxydes de fer magnétiques

Synthèse et fonctionnalisation de nanoparticules d’oxydes de fer magnétiques PDF Author: Toufic Jean Daou
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Pages : 238

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Dans une première partie, la synthèse, par co-précipitation suivi d’un traitement hydrothermal, de nanoparticules de magnétite avec des tailles et des distributions de taille contrôlées a été mise en point en faisant varier divers paramètres tels que le pH, la nature de la base et le rapport Base/Fe. Des nanoparticules de 12 (± 2) nm mais surtout de 39 (± 5) nm avec une composition moyenne Fe2,95O4 et constituées d’un coeur de magnétite stoechiométrique et d’une couche extérieure oxydée ont été obtenues. Dans une deuxième partie, une méthodologie a été mise en place pour greffer à la surface des nanoparticules des molécules organiques fonctionnelles avec une liaison forte et directe. Nous avons testé différents agents de couplage : le groupement carboxylate généralement le plus utilisé et des groupements phosphate et phosphonate. Nous avons montré que ces derniers permettaient un ancrage plus fort à la surface de la nanoparticule et un taux de greffage plus élevé que l’agent de couplage carboxylate. Le greffage se fait principalement par interaction avec les ions Fe3+ des sites Oh des plans (111) les plus denses. Les propriétés magnétiques ne sont pas modifiées avec le phosphonate et le phosphate, alors que le carboxylate induit un «canting» de spin dans la couche oxydée diminuant l’aimantation. L'optimisation des conditions de greffage a conduit à des suspensions très stables dans l’eau et le THF.

Synthèse et fonctionnalisation de nanoparticules d’oxydes de fer magnétiques

Synthèse et fonctionnalisation de nanoparticules d’oxydes de fer magnétiques PDF Author: Toufic Jean Daou
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Dans une première partie, la synthèse, par co-précipitation suivi d’un traitement hydrothermal, de nanoparticules de magnétite avec des tailles et des distributions de taille contrôlées a été mise en point en faisant varier divers paramètres tels que le pH, la nature de la base et le rapport Base/Fe. Des nanoparticules de 12 (± 2) nm mais surtout de 39 (± 5) nm avec une composition moyenne Fe2,95O4 et constituées d’un coeur de magnétite stoechiométrique et d’une couche extérieure oxydée ont été obtenues. Dans une deuxième partie, une méthodologie a été mise en place pour greffer à la surface des nanoparticules des molécules organiques fonctionnelles avec une liaison forte et directe. Nous avons testé différents agents de couplage : le groupement carboxylate généralement le plus utilisé et des groupements phosphate et phosphonate. Nous avons montré que ces derniers permettaient un ancrage plus fort à la surface de la nanoparticule et un taux de greffage plus élevé que l’agent de couplage carboxylate. Le greffage se fait principalement par interaction avec les ions Fe3+ des sites Oh des plans (111) les plus denses. Les propriétés magnétiques ne sont pas modifiées avec le phosphonate et le phosphate, alors que le carboxylate induit un «canting» de spin dans la couche oxydée diminuant l’aimantation. L'optimisation des conditions de greffage a conduit à des suspensions très stables dans l’eau et le THF.

SYNTHESE DE NANOPARTICULES D'OXYDES DE FER ET D'ALUMINIUM POUR L'ETUDE DE L'ADSORPTION D'ENTITES INORGANIQUES POLYCONDENSEES CONSEQUENCES SUR LA STABILITE DES DISPERSIONS

SYNTHESE DE NANOPARTICULES D'OXYDES DE FER ET D'ALUMINIUM POUR L'ETUDE DE L'ADSORPTION D'ENTITES INORGANIQUES POLYCONDENSEES CONSEQUENCES SUR LA STABILITE DES DISPERSIONS PDF Author: JULIEN.. HERNANDEZ
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Pages : 233

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L'ETUDE PORTE SUR L'ADSORPTION D'ESPECES INORGANIQUES POLYCONDENSEES, LE POLYCATION AL 1 3O 4(OH) 2 4(OH 2) 1 8 7 + ET LE POLYANION -H 2W 1 2O 4 0 6 , SUR DES NANOPARTICULES D'OXYDES DE FER ET D'ALUMINIUM (GTHITE, HEMATITE, GIBBSITE, BHMITE). L'ETUDE EST MENEE DANS DES CONDITIONS D'ACIDITE OU LES ENTITES SONT STABLES EN SOLUTION ET LA CHARGE ELECTROSTATIQUE DE SURFACE DES PARTICULES EST POSITIVE. L'OBJECTIF EST DE CARACTERISER LE MECANISME D'ADSORPTION DES DEUX POLYIONS ET D'ETUDIER L'INFLUENCE DE L'ADSORPTION SUR LA STABILITE DES DISPERSIONS VIS-A-VIS DE L'AGREGATION DES PARTICULES. UNE GRANDE PARTIE DU TRAVAIL CONCERNE LA SYNTHESE CONTROLEE DES PARTICULES MODELES D'OXYDE: LA MORPHOLOGIE, LA TAILLE ET L'ETAT D'AGREGATION DOIVENT ETRE PARFAITEMENT DEFINIS. NOUS AVONS MONTRE LE ROLE DE DIFFERENTS PARAMETRES OPERATOIRES. EN PARTICULIER, L'ACIDITE DU MILIEU, EN CATALYSANT LA REACTION D'OXOLATION DU FER, CONTROLE L'AGREGATION ORDONNEE DES PARTICULES DE GTHITE ET LA FORMATION DE L'HEMATITE A PARTIR DE SON PRECURSEUR, LA FERRIHYDRITE. LES DEUX POLYIONS SE FIXENT EFFICACEMENT SUR TOUTES LES SURFACES. L'ADSORPTION DU POLYANION NE MET EN JEU QUE DES INTERACTIONS ELECTROSTATIQUES QUI NE MODIFIENT PAS SA STRUCTURE ET LES DISPERSIONS DE PARTICULES SONT FORTEMENT DESTABILISEES PAR ECRANTAGE DE LEUR CHARGE DE SURFACE. EN REVANCHE, LE POLYCATION AL 1 3 EST IMPLIQUE DANS UNE VERITABLE REACTION DE COORDINATION INDUITE PAR LES SITES NUCLEOPHILES DE LA SURFACE ET IL SE FRAGMENTE EN OLIGOMERES CATIONIQUES QUI RESTENT FIXES SUR LA SURFACE. L'EXCES DE CHARGE ELECTROSTATIQUE INDUIT ALORS LA STABILISATION DES DISPERSIONS DE PARTICULES D'HEMATITE. UN TEL EFFET EST AUSSI OBSERVE AVEC D'AUTRES POLYCATIONS, EN PARTICULIER CEUX DU CHROME (III). L'ADSORPTION DE AL 1 3 SUR LA GIBBSITE AL(OH) 3 INTERVIENT DES LES PREMIERS STADES DE LA FORMATION DES PARTICULES ET EXPLIQUE L'EXCEPTIONNELLE STABILITE DES DISPERSIONS.

Synthèse et fonctionnalisation de nano-ferrites pour le traitement par hyperthermie

Synthèse et fonctionnalisation de nano-ferrites pour le traitement par hyperthermie PDF Author: Mohamed Alae Ait Kerroum
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Les nanoparticules (NPs) d'oxyde de fer susceptibles de présenter un comportement superparamagnétique ont connu ces dernières années un intérêt considérable en vue de leur application en nanomédecine. Leurs propriétés magnétiques et biocompatibilités permettent notamment leur utilisation à des fins de diagnostic (IRM, imagerie optique et nucléaire...) et aussi de thérapie (hyperthermie, nano vectorisation...). L'objectif de cette thèse a été d'étudier l'influence des paramètres de synthèse sur les propriétés finales des NPs d'oxyde de fer magnétique dopé au zinc. Cette étude avait plus particulièrement pour but l'optimisation des méthodes de synthèse qui sont la coprécipitation et la décomposition thermique. A ce sujet, la caractérisation des NPs par diverses techniques a permis notamment d'étudier les liens entre la taille, la forme, la composition chimique d'une part, et les propriétés magnétiques des NPs d'autre part. Dans un deuxième temps, la fonctionnalisation des NPs qui est une étape indispensable pour assurer leurs biocompatibilités a été réalisée, elle était suivie par des mesures d'hyperthermie magnétique.

Structuration de nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer en films et étude de leurs propriétés magnétiques et de magnétotransport

Structuration de nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer en films et étude de leurs propriétés magnétiques et de magnétotransport PDF Author: Matthias Pauly
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Cette thèse est consacrée à l’élaboration et l’étude des propriétés magnétiques et magnéto-résistives de films minces de nanoparticules d’oxyde de fer organisées par la technique de Langmuir-Blodgett. Un état de l’art est dressé à partir des travaux publiés dans la littérature concernant la synthèse des nanoparticules d’oxyde de fer, leurs propriétés magnétiques les techniques existant pour assembler ces nanoparticules en réseau, en particulier la technique de Langmuir-Blodgett, et les propriétés de transport et de magnétotransport des réseaux de nanoparticules. Les nanoparticules d’oxyde de fer sont synthétisées par décomposition thermique de stéarate de fer. Une attention particulière est portée à la caractérisation structurale des nanoparticules en fonction de leur taille en combinant différentes techniques. Ces nanoparticules sont organisées en réseaux bi- et tridimensionnels par la technique de Langmuir-Blodgett. L’influence de la pureté de la suspension, de la monodispersité en taille des nanoparticules, du substrat et de la taille des nanoparticules sur l’ordre et l’homogénéité des films formés est discutée. Les propriétés magnétiques sont détaillées pour différentes tailles de nanoparticules, et l’influence des interactions dipolaires et de la mise en forme sur les propriétés magnétiques est évaluée en comparant l’aimantation mesurée en fonction du champ magnétique appliqué et de la température pour les nanoparticules dispersées dans un polymère, sous forme de poudre, en monocouche et en multicouche. Les propriétés de transport électronique et de magnétorésistance des nanoparticules assemblées en film sont discutées en s’appuyant sur de mesures de la résistance en fonction de la température, de la tension et du champ magnétique appliqué.

Nouvelles voies de synthèse de nano-objets magnétiques

Nouvelles voies de synthèse de nano-objets magnétiques PDF Author: Benjamin Folch
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Pages : 204

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Les travaux entrepris au cours de cette thèse ont eu pour objectif la synthèse de nano-objets magnétiques, le contrôle de leur taille et de leur forme et leur organisation dans l’espace. Le contrôle de la taille ainsi que l’organisation seront suivis par des études magnétiques. Nous avons choisi d’utiliser des précurseurs originaux relevant du domaine de la chimie de coordination. Dans la première partie de ce manuscrit, nous verrons la synthèse de nanoparticules de polymères de coordination de type Bleu de Prusse, Mx[M’(CN)n]y stabilisées à l’aide de deux matrices poreuses, l’une inorganique, de type silice mésostructurée, et l’autre organique, le chitosane. Dans la deuxième partie de ce manuscrit, nous présenterons une nouvelle approche pour la synthèse de nanoparticules bimétalliques et d’oxydes métalliques à partir de précurseurs préparés à l’aide de la chimie de coordination. Nous décrirons la synthèse de nanoparticules bimétalliques, NiFe, et d’oxyde de manganèse, Mn3O4

Synthèse et caractérisation des nanoparticules spinelles et coeur-coquille à base d'oxyde de fer et de cobalt

Synthèse et caractérisation des nanoparticules spinelles et coeur-coquille à base d'oxyde de fer et de cobalt PDF Author: Walid Baaziz
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Pages : 224

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Les objectifs de cette thèse sont de synthétiser et d’étudier les propriétés structurales et magnétiques de nanoparticules (NPs) d’oxydes de fer et de ferrite de cobalt de différentes tailles, morphologie et compositions, et notamment des structures cœur-coquille. La méthode de synthèse choisie est la décomposition thermique d’un stéarate de fer dans un solvant à haute température d’ébullition en présence de surfactants. Dans une première partie centrée sur les nanoparticules d’oxyde de fer, les conditions expérimentales de synthèse ont été optimisées pour obtenir des NPs sphériques d’oxyde de fer de taille moyenne comprise entre 5 et 28 nm. Nous avons étudié l’évolution de la composition et des propriétés magnétiques des NPs en fonction de leur taille et de la nature de l’atmosphère de synthèse. Puis, en variant d’autres paramètres de la méthode de synthèse, nous avons réussi à contrôler la morphologie et la composition des NPs : des NPs de morphologie cubique ont été obtenues avec des tailles entre 13-30 nm avec une composition homogène et une composition cœur-coquille FeO@Fe3-xO4 présentant des propriétés d’exchange-bias. Dans une seconde partie, nous nous sommes centrés sur l’élaboration de ferrite de cobalt et de structure mixte cœur-coquille, des NPs de composition homogène CoFe2O4 et de composition cœur–coquille d CoxFe1-x@CoFe2O4 et Fe3-xO4@CoO. Des interactions d’échange antiferromagnétique/ferrimagnétique ont été mises en évidence dans les deux structures cœur-coquille. Enfin, nous avons réussi à contrôler la synthèse de NPs sphériques d’oxyde de fer sur la surface ou à l’intérieur de nanotubes de carbone (NTCs) et à synthétiser des NPs à base de cobalt de morphologie cubique à l’intérieur des NTCs. Nous avons montré que le NTC joue le rôle de « nanoréacteur ».

Relation structure-propriétés de matériaux hybrides magnétiques polymère-ferrites spinelles

Relation structure-propriétés de matériaux hybrides magnétiques polymère-ferrites spinelles PDF Author: Laurence Ourry
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J'ai travaillé à la conception de matériaux hybrides magnétiques constitués de polymère et de nanoparticules d'oxydes métalliques de type spinelles en me concentrant sur (i) ta synthèse de nanopoudres d'oxydes magnétiques par le procédé polyol et le contrôle de leurs propriétés magnétiques (modulation de la taille des NPs, recours à l'échange-bias pour augmenter la stabilité thermique magnétique...), (ii) le contrôle de la dispersion des NPs par la connaissance de leur état de surface et des procédés de fonctionnalisation judicieux et (iii) leur mise en forme au sein de matrices de polymères thermoplastiques ou de biopolymères préformés, Ces différents points sont discutés à travers trois thèmes : (a) La synthèse de nanoparticules coeur-coquille Fe304@CoO présentant un phénomène d'échange blas, qui ont ensuite été fonctionnalisées par des brosses de polystyrène (PS) et de polyméthacrylate de méthyle (PMMA nous avons comparé les propriétés magnétiques (interactions dipolaires et échange bias) de ces hybrides à celles des nanoparticules nues. (b) La synthèse de nanoparticules de ferrite de cobalt, CoFe204, et leur fonctionnalisation de surface par deux ligands. Ces nanoparticules ont ensuite été introduites dans une matrice de polyfluorure de vinylidène (PVDF) afin de réaliser des films rnagnétoélectriqUes. (c) La conception de gels et de films magnétothermosensibles pour la délivrance médicamenteuse ou l'ingénierie tissulaire. Ce projet est une étude exploratoire à un projet développé par IBM, Centre d'Almaden, USA, où j'ai réalisé un stage de 3 mois au cours de ma thèse

Synthèse et caractérisation de nanoparticules à base d'oxydes de cérium et de fer pour la filtration des UV dans les produits solaires

Synthèse et caractérisation de nanoparticules à base d'oxydes de cérium et de fer pour la filtration des UV dans les produits solaires PDF Author: Laurianne Truffault
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NANOPARTICULES MAGNETIQUES A PARTIR DE PRECURSEURS ORGANOMETALLIQUES

NANOPARTICULES MAGNETIQUES A PARTIR DE PRECURSEURS ORGANOMETALLIQUES PDF Author: MOHAMED TEYEB.. OULD ELY
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Pages : 221

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APRES AVOIR PRESENTE LES CARACTERISTIQUES MAGNETIQUES ET STRUCTURALES DE PARTICULES NANOMETRIQUES ET LES METHODES PERMETTANT DE LES METTRE EN EVIDENCE (ZFC/FC, HREM ET WAXS), NOUS DECRIVONS LES PRINCIPALES TECHNIQUES MISES EN JEU ACTUELLEMENT LORS DE L'ELABORATION DE NANOPARTICULES D'ELEMENTS FERROMAGNETIQUES. NOUS DECRIVONS ENSUITE NOS TRAVAUX SUR LA SYNTHESE CONTROLEE DE NANOPARTICULES DE FE, CO, NI DISPERSEES DANS UNE MATRICE POLYMERE ORGANIQUE (PVP, PPO) ET LEURS CARACTERISATIONS MAGNETIQUES ET STRUCTURALES. UN PROCEDE ORIGINAL METTANT EN UVRE LA DECOMPOSITION D'UN PRECURSEUR ORGANOMETALLIQUE EN ATMOSPHERE REDUCTRICE A TEMPERATURE AMBIANTE A ETE DEVELOPPE. IL NOUS A PERMIS DE CONTROLER PRECISEMENT LA TAILLE DES PARTICULES, LEUR DISPERSION DANS LE MATERIAU, ET SURTOUT LEUR ETAT DE SURFACE. LES PARTICULES OBTENUES ONT DES CARACTERISTIQUES MAGNETIQUES EQUIVALENTES A CELLES D'AGREGATS LIBRES, LE MATERIAU EST PLUS FACILE A PRODUIRE A GRANDE ECHELLE ET A MANIPULER. AINSI NOUS AVONS ELABORE DES MATERIAUX FERROMAGNETIQUES A TEMPERATURE AMBIANTE (NI#0/PVP 4 NM OU CO#0/PPO 5 NM PAR EXEMPLE) STABLES VIS-A-VIS DE L'OXYGENE, OU DES SYSTEMES DE PARTICULES SUPERPARAMAGNETIQUES SANS INTERACTION ENTRE ELLES (CO#0/PVP 1,5 OU 2 NM PAR EXEMPLE), DONT LA SURFACE EST TRES REACTIVE. DANS CE DERNIER CAS NOUS AVONS MONTRE D'UNE PART QUE LES PARTICULES ADOPTENT UNE STRUCTURE ORIGINALE DU TYPE ANTI-MACKAY ET D'AUTRE PART QU'IL EST POSSIBLE DE MODULER LEUR AIMANTATION A SATURATION PAR ADSORPTION CONTROLEE DE LIGANDS A LEUR SURFACE. DE PLUS, CES NANOPARTICULES SE SONT REVELEES D'EXCELLENTS PRECURSEURS DE COLLOIDES D'OXYDES MAGNETIQUES. DES NANOPARTICULES DE COO, DE CO#3O#4 OU MIXTES COO-CO PEUVENT ETRE OBTENUES A VOLONTE PAR OXYDATION DOUCE A L'AIR DES PARTICULES INITIALES, SANS MODIFICATION DE LEUR TAILLE NI DE LEUR DISPERSION. LE SYSTEME METAL-OXYDE DE BASSE DIMENSION (4 NM) S'EST REVELE IDEAL POUR L'ETUDE DU COUPLAGE D'ECHANGE ENTRE UN CUR FERROMAGNETIQUE ET UNE SURFACE OXYDE ANTIFERROMAGNETIQUE. FINALEMENT L'ELABORATION DE NANOPARTICULES MIXTES CO/PT DE COMPOSITION AJUSTABLE NOUS A PERMIS D'OBSERVER, A L'ECHELLE DU NANOMETRE, LA FORTE AUGMENTATION DE L'ANISOTROPIE MAGNETIQUE ET DU CHAMP COERCITIF EN FONCTION DU TAUX CROISSANT DE PT (METAL DURCISSEUR DE L'AIMANTATION), COMME DANS LE CAS DU MATERIAU MASSIF.

Nanoparticules d'oxydes de fer et nanotubes de titanate pour l'imagerie multimodale et à destination de la thérapie anticancéreuse

Nanoparticules d'oxydes de fer et nanotubes de titanate pour l'imagerie multimodale et à destination de la thérapie anticancéreuse PDF Author: Jérémy Paris
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Pages : 262

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Les possibilités offertes par les applications en médecine des nanoparticules sont l’un des facteurs essentiels des progrès médicaux attendus pour ce XXIème siècle. Ainsi, le domaine de l’imagerie médicale est aussi touché par cette évolution technologique. Ce présent travail a consisté à élaborer des sondes théranostiques à base de nanoparticules d’oxydes de fer (SPIO) et de nanotubes de titanate (TiONts) pour l’imagerie multimodale (magnétique/nucléaire ou magnétique/optique) et possédant aussi un effet thérapeutique (hyperthermie/PDT ou radiosensibilisation/PDT).Les nanotubes de titanate de cette étude, d’une longueur moyenne d’environ 150 nm, ont été obtenus par synthèse hydrothermale selon la méthode de Kasuga. Ces nanotubes présentent un diamètre extérieur de l’ordre de 10 nm et une cavité interne de 4 nm. Les nanoparticules d’oxydes de fer ont quant à elles été synthétisées par méthode de co-précipitation "Massart". Ces nanoparticules d’oxydes de fer de structure spinelle possèdent des cristallites de 9 nm de diamètre et présentent un comportement superparamagnétique mis en évidence par des mesures FC/ZFC. Pour préparer ces nanoparticules à recevoir des molécules d’intérêt biologique, deux ligands possédant des fonctions organiques plus réactives (APTES : NH2 et PHA : COOH) ont été greffés à la surface de ces deux types de nanoparticules. La présence de l'un ou l'autre a été mise en évidence par différentes techniques d’analyses (XPS, IR, zêtamétrie). La quantité de molécules greffées a été déterminé par ATG, elle est dans tous les cas d’environ 5 molécules/nm2. Dans un premier temps, les nanotubes de titanate ont été fonctionnalisés par un agent macrocyclique (0,2 DOTA/nm2). Après radiomarquage à l’indium 111, les TiONts – DOTA[In] ont été injectés dans des souris Swiss mâle nude pour connaître leur biodistribution en imagerie SPECT/CT. Les images obtenues et le comptage de la radioactivité dans chaque organe ont montré qu’au bout d’une heure, les nanotubes se situent dans les poumons et dans l’urine. Ensuite, les nanotubes sont progressivement éliminés pour n’être plus présents que dans les urines à 24 heures. Ces mêmes agents chélatants ont été greffés à la surface des SPIO pour la création de sondes multimodales IRM/SPECT ou IRM/TEP. En parallèle de cette étude, un fluorophore (phtalocyanine de zinc, ZnPc) a été greffé à la surface des nanoparticules. Le nanohybride SPIO – Pc synthétisé possède les propriétés requises pour être une sonde utilisable en imagerie bimodale IRM/IO grâce à sa longueur d’émission vers 670 nm et sa relaxivité de l’ordre de 70 L.mmolFe3O4-1.s-1. De plus, les nanohybrides ont été fonctionnalisés par du PEG pour les rendre furtifs, biocompatibles et stables. La toxicité de certains de ces nanohybrides a été évaluée avec le modèle in vivo zebrafish. Les nanohybrides étudiés n’ont pas présenté de toxicité, n’ont pas perturbé l’éclosion et n’ont pas provoqué de malformations sur les larves des zebrafish.