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L'électrochimie des nanoparticules de métal

Grâce à des études d'impact fondées sur les nanoparticules, des scientifiques financés par l'UE ont renforcé la base de connaissances sur le comportement des surfaces métalliques à l'échelle nanométrique qui permettra de concevoir des nanostructures adaptées aux applications spécifiques.
L'électrochimie des nanoparticules de métal
Les nanoparticules sont très petites, aussi leurs propriétés dépendent très largement de leur surface. Elles sont notamment plus solides et plus réactives chimiquement, ce qui est essentiel pour faire avancer les piles à combustible, l'électronique et les biotechnologies.

Des chercheurs ont lancé le projet SNISEB (Single nanoparticle impact studies: The direct observation of electrochemical behaviour at the nanoscale), financé par l'UE, pour étudier le comportement d'ensembles de nanoparticules d'argent. Ils ont aussi testé l'électrochimie de nanoparticules isolées, par des expériences de nano-impact.

Les nano-impacts représentent une nouvelle technique, mise au point dans les vingt dernières années, et qui consiste à enregistrer l'impact de particules sur une électrode. Ces impacts sont enregistrés sous la forme d'un signal électrochimique, résultant de la réaction d'oxydoréduction survenant au niveau de la nanoparticule.

Lors des expériences de SNISEB, des nanoparticules d'or recouvertes d'argent ont diffusé suite au mouvement brownien, et heurté une microélectrode de carbone, maintenue à un potentiel d'oxydation approprié. L'argent des nanoparticules a été oxydé en ions argent, générant une pointe de courant visible sur l'ampérogramme enregistré.

Les charges associées à ces pointes de courant ont alors servi à déterminer la taille des coques d'argent. Pour assurer l'exactitude des calculs de taille des nanoparticules faites des deux métaux, les chercheurs ont comparé les résultats avec des mesures au microscope électronique.

Un facteur innovant de cette technique est la présence des cœurs d'or, persistant sur l'électrode et qui peuvent être évalués après dissolution du revêtement en argent. Ceci permet de différencier la dissolution de l'argent et une réduction de la charge d'oxydation de l'argent suite à une perte de particules au niveau de l'électrode.

Avant la fin du projet SNISEB, les chercheurs ont conduit une série d'expériences de nano-impact sur des nano-tiges d'or, démontrant que cette technique puissante convient aussi pour des nanoparticules non sphériques. Pour terminer, ils ont étudié le comportement électrochimique de nanoparticules faites d'un alliage d'or et d'argent.

Les travaux de SNISEB ont porté sur divers aspects du comportement électrochimique de nanoparticules ayant des formes, des tailles et des compositions différentes. La compréhension des propriétés physico-chimiques de ces nanoparticules est nécessaire pour prévoir dans quelles conditions elles réagiront et libèreront des ions.

En particulier, des nanoparticules d'argent sont très utilisées pour fabriquer des matériaux qui inhibent le développement de bactéries et de moisissures. Ces propriétés sont très utiles pour une large gamme d'utilisations, mais la libération d'ions argent peut être toxique.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Électrochimie, nanoparticules de métal, SNISEB, nano-impacts, alliage or-argent
Numéro d'enregistrement: 191005 / Dernière mise à jour le: 2017-02-07