Des tubes magnétiques à échelle nanométrique
Publié par Adrien le 11/12/2019 à 08:00
Source: CNRS INC
Molécules-aimants et chaînes-aimants sont les principaux outils du nanomagnétisme moléculaire. Les chaînes-aimants se distinguent cependant par leur capacité à garder plus durablement leurs propriétés magnétiques. Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR, CNRS/Université de Rennes 1/École Nationale Supérieure de Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) de Rennes/INSA Rennes) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Florence (Florence (en italien Firenze) est une ville d'Italie, capitale de la région de Toscane et chef-lieu de province (370 051 habitants, les...) se sont servis de cette robustesse pour concevoir les premiers nanotubes magnétiques faits de chaînes-aimants. Ces travaux, détaillés dans la revue Angewandte Chemie International Edition, ont surmonté la difficulté d'organiser des nanotubes sans perdre leurs propriétés.


Nanotubes. Sur la figure de gauche, la courbe rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) est l'hystérèse magnétique. © Houard et al.

Le magnétisme (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces attractives ou répulsives d'un objet sur un autre, ou avec des charges...) est présent jusqu'à l'échelle nanoscopique, où il pourrait à terme servir à contrôler la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...). De nombreux travaux s'intéressent aux molécules-aimants (SMM pour single-molecule magnets), cependant leur aimantation est soumise à des régimes complexes, peu prédictibles et difficiles à contrôler. Les chimistes ont alors développé, à partir de briques moléculaires, des chaînes-aimants (single-chain magnets, SCM) aux propriétés magnétiques beaucoup plus robustes. Des chercheurs de l'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR, CNRS/Université de Rennes 1/École Nationale Supérieure de Chimie de Rennes/INSA Rennes) et de l'Université de Florence ont complété ces travaux en concevant les premiers nanotubes supramoléculaires chiraux de chaînes-aimants.

Les scientifiques ont pour cela organisé des chaînes à base de terbium avec des ligands, eux aussi magnétiques. Des nanotubes de 4,5 nm de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de...) se forment alors à partir de onze chaînes enroulées autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) d'un pore contenant du solvant. Comme ils sont en plus chiraux, c'est-à-dire qu'ils existent en deux variantes asymétriques, ils pourraient présenter un vaste panel (Le panel est un groupe de personnes interrogées régulièrement sur leurs opinions ou leurs attitudes. Les personnes peuvent participer aux enquêtes par courrier, téléphone ou,...) de propriétés magnétiques, optiques ou électriques. Les nanotubes sont alignés selon une structure cristalline, ce qui maintient ces aimants à une distance qui les empêchent de se perturber entre eux. Soutenus dans le cadre d'un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) INC ÉMERGENCE et d'un Projet international de coopération scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) (PICS), les chercheurs étudient à présent les effets de la chiralité (La chiralité (du grec ch[e]ir~ - main~) est une importante propriété d'asymétrie dans diverses branches de la science. Un objet ou un système est appelé chiral s'il diffère de son image miroir. De tels objets se...) sur les cristaux de chaînes-aimants, ainsi que les propriétés de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des...) de fluides dans les pores nanométriques.

Référence:

F. Houard, Q. Evrard, G. Calvez, Y. Suffren, C. Daiguebonne, O. Guillou, F. Gendron, B. Le Guennic, T. Guizouarn, V. Dorcet, M. Mannini, K. Bernot.
Chiral supramolecular nanotubes of single‐chain magnets.
Angew. Chem. Int. Ed. - Novembre 2019
10.1002/anie.201913019
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