Grant: Discovery Grants Program - Individual

Lune des proprits remarquables des particules collodales sphriques monodisperses (les billes de polystyrne (PS)) est leur capacit de sauto-assembler pour former des structures priodiques, appeles cristaux collodaux (CC) ou opales artificielles. Lorsque les interstices entre les billes de PS formant un CC sont remplis avec un oxyde de mtal de transition (OMT), on obtient une opale composite. Aprs limination du squelette du CC, une structure priodique macroporeuse est obtenue, appele opale inverse (OI). La fabrication darchitectures OI 2D et 3D sest rvle tre un moyen efficace de doter les matriaux de proprits amliores ou mme nouvelles pour des applications dans les dispositifs ""intelligents"" (ex. les dispositifs lectrochromes (EC)). Rcemment, nous avons dvelopp une nouvelle voie, trs rapide etefficacepour llaboration basse temprature, de monocouches OI 2D de WO 3 et de TiO 2 , de grande surface sans fissures avec une structure macroporeuseordonne. Nous avons appel cette voie la ""stratgie dynamique par flottaison et infiltration"". Dans cette recherche, nous allons dabord dvelopper et adapter cette stratgie la fabrication de monocouches OI 2D dOMT (tels que WO 3 , VO 2 ,MoO 3 ,etc.) prsentant cette fois une porosit hirarchise, cest dire comprenant des macropores ordonns entours par des parois msostructures. Cette voie sera ensuite, largie la gnration de couches minces OI 3D dOMT porosit hirarchise en utilisant les monocouches 2D OI dOMT comme bloc de construction. Pour cela, une monocouche OI 2D dOMT sera prpareetservira desupport sur laquelle on ajoutera une monocouche OI 2D dOMT supplmentaire, et ainsi de suite, couche par couche, ce qui rend possible la fabrication d'une OI 3D de grande surface ""sans dfaut"". De ce fait, monocouche, bicouches, et triples-couches OI d'OMT porosit hirarchise de grande surface, sans fissures, avec la mme taille de pores dans chaque couche, seront obtenues via des oprations rptes de la stratgie. On sattend des proprits maximises pour lesOMT porosit hirarchise comparativement celles rencontres avec les OMT ayant une seule chelle de porosit. En effet, les msoporesfourniront un plus grand nombre de sites actifs et les macropores permettront une plus grande diffusion, donc un accs plus facile aux sites actifs. Les matriaux hirarchiss OI dOMT ainsi dvelopps seront utiliss pour la fabrication de dispositifs intelligents (ex.vitrage EC ""intelligent"") sur des supports en verres et en polymres. Vu lutilisation croissante de baies vitres et la ncessit de matriser les dpenses nergtiques dans le btiment, on s'attend ce que l'application de ces vitrages, qui absorbent la lumire et la chaleur en t (tat colore) tandis quils les transmettent en hiver (tat transparent), amliore sensiblement l'efficacit nergtique du btiment.