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Development of Hybrid Nanostructures for Photocatalysis and Fuel Cell Applications

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La simple synthèse des nanomatériaux innovants

Les nanoparticules d'oxyde métallique et de sulfure métallique sont des matériaux prometteurs pour la catalyse, la détection et l'optoélectronique. Des méthodes de synthèse abordables, simples et contrôlées pour une variété de ces matériaux créeront de nouveaux marchés.

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Les scientifiques ont produit et caractérisé une variété de nanomatériaux d'oxyde et de sulfure métalliques avec le soutien de l'UE du projet HYBRID NANOMATERIALS («Development of hybrid nanostructures for photocatalysis and fuel cell applications»). Les travaux ont entraîné cinq publications dans des revues scientifiques à comité de lecture. L'équipe a démontré une synthèse simple en une seule étape d'un nombre de nanomatériaux à oxyde métallique à partir de précurseurs à source unique en utilisant la décomposition thermique. Les produits comprenaient des films à emballage à base de nanocristaux de cuivre, des nanoparticules d'oxyde de cuivre et des nanofils d'oxyde de manganèse poreux. De plus, les différentes conditions de réactions ont entraîné le contrôle sur la forme et la production de rectangles d'oxyde de fer et de structures comme des ceintures, les nanofibres d'oxyde de cobalt et les nanofils d'oxyde d'étain. Les chercheurs ont également produit des nanostructures de sulfure métallique avec une décomposition thermique d'un précurseur à source unique. Ces dernières comprenaient des nanofils de sulfure d'étain et une structure hybride de sulfure de cadmium (CdS)-oxyde de zinc (ZnO). Un réseau de nanofils de ZnO verticalement alignés a été rempli de CdS. Les nanofils d'oxyde de tungstène ultra fins sont d'excellents candidats pour de nombreuses applications dans les dispositifs de détection, de cellules solaires et d'appareils électrochromiques qui exploitent le voltage pour contrôler des propriétés optiques. Les scientifiques ont produit et ont caractérisé des nanofils en phase de solution. Ils les ont ensuite déposés sur une couche d'oxyde d'étain-indium (ITO) dans une optique se concentrant sur les dispositifs électrochromiques. La synthèse de nanofils a permis le contrôle indépendant sur la longueur et le diamètre en variant les trois composants de réaction et les conditions de réaction. Les films d'ITO ont montré d'excellentes propriétés optiques prometteuses et une bonne stabilité, ouvrant la porte au développement pour l'utilisation d'applications d'affichage et de fenêtres intelligentes. Enfin, les chercheurs ont réussi à synthétisé les nanostructures hybrides de nanopyramides de ZnO métalliques dans lequel le métal peut être attaché à la base ou à l'extrémité. Il s'agit du premier rapport sur les nanopyramides employant du cuivre ou de l'argent avec de ZnO. La production d'architectures contrôlées à l'échelle nanométrique n'est pas aisée. HYBRID NANOMATERIALS a réussi à accomplir cela en procédés simples en vue de synthétiser une grande quantité de nanomatériaux avec des applications industrielles. La technologie devrait réduire le temps de traitement et les coûts tout en renforçant la fiabilité du produit, soutenant par là le secteur compétitif de la nanotechnologie en Europe.

Mots‑clés

Nanomatériaux, nanostructures hybrides, photocatalyse, applications de piles à combustibles, nanomatériaux hybrides

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