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4C703 Matériaux, Surfaces et Interfaces - Master de Sciences et Technologies
Mention Chimie

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Description illustration de l'article Mots clés : Surfaces, Interfaces, Réactivité, Fonctionnalisation, Caractérisation Catalyse, Biomatériaux, Nanomatériaux

 

Responsable

Souhir BOUJDAY, Maître de conférences, section 32, Laboratoire de Réactivité de Surface, UPMC

ECTS

Cours

TD

TP

Tutorat

Ecrit

CC

TP

Oral

Eval. répartie

6

25(16+9)

12(8+4)

18

5

60

 

40

 

non

Descriptif de l’UE

Cette UE permet d’appréhender les surfaces des matériaux et la matière divisée, avec une approche allant de la conception du matériau à son application. Elle introduit à un niveau à la fois fondamental et très pratique diverses techniques de caractérisation originales. Les surfaces et interfaces des matériaux sont en effet le lieu principal de leur réactivité chimique et pour cette raison régissent de multiples applications ; catalytiques, biologiques. Cette réactivité sera donc étudiée en s’appuyant sur des exemples d’applications en catalyse et dans les biomatériaux (biocapteurs et biofilms).

Objectifs d’apprentissage

En ce qui concerne les contenus, les étudiants suivant ce cours seront pour la première fois familiarisés aux spécificités des interfaces, régions de contact entre deux mondes différents. Ils devront développer un « réflexe-surface » en faisant face à des problèmes venant de disciplines différentes de la chimie.
Les méthodes pédagogiques employées sont volontairement diversifiées : cours, TD, conférences d’ouvertures, ateliers techniques, projet personnel. A ce niveau de leur formation, les étudiants devront acquérir une méthode de travail plus dynamique et apprendre à intégrer connaissances et compétences venant de sources variées.

Langue

Cours, TD, TP

Documents

Bibliographie

 

La langue de présentation des cours-TD sera l’anglais si les étudiants non francophones présents en font la demande, ou une majorité de l’ensemble des étudiants ; le français dans les autres cas

anglais et français

anglais

ThÈmes abordÉs

Introduction : Généralités sur les surfaces, enjeux industriels, notion de sites superficiels

Réactivité à l’interface : Comportement des oxydes à l’interface solide-liquide, charge de surface et réactivité vis à vis de l’adsorption électrostatique. Exemple d’applications 1 : élaboration de catalyseurs hétérogènes : Chimie de coordination interfaciale, adsorption et greffage, isothermes d’adsorption. Exemple d’application 2 : chimie prébiotique, adsorption d’Acides aminés.
Techniques de caractérisation : Physisorption d’azote, Microscopie électronique, spectroscopie de photoélectrons X.

Fonctionnalisation de surfaces : Notion de monocouches auto-assemblées, greffage, agents de liaison, spectroscopies vibrationnelles sur les surfaces planes. Exemple d’application 3 : Biocapteur, approche physicochimiste des biomolécules, reconnaissance moléculaire. Exemple d’application 4 : Surface anti-biofilms, comment inhiber l’adsorption ?
Techniques de caractérisation : Spectroscopies IR de surface, microscopies à champ proche.

Nanomatériaux : du micro au nano, les effets de l’échelle nanométrique. Etude des nanoparticules d’or, applications biologiques et catalytiques.

Techniques de caractérisation : Spectroscopie Raman, et Raman exalté de surface.