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Description illustration de l'article Spécialité: Molécules et Matériaux Inorganiques
Responsable : Anna Proust, UPMC, Laboratoire de Chimie Inorganique et Matériaux Moléculaires, UMR 7071, UPMC, 4 Place Jussieu, Case 42, 75252 Paris cedex 05
Téléphone : 01 44 27 30 34, Fax : 01 44 27 38 41,
Coordinateur : Nathalie Steunou, UPMC, Laboratoire de chimie de la Matière Condensée, UMR 7574, UPMC, 4 Place Jussieu, Case 174, 75252 Paris cedex 05
Téléphone: 01 4 27 55 45,

NC507 MatÉriaux molÉculaires (6 ECTS)

Responsable : Anna Proust, Laboratoire de Chimie Inorganique et Matériaux Moléculaires,
UMR 7071, UPMC, Bâtiment F 71-74 E4 (Case courrier 42), 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05,
Téléphone: 01 44 27 30 34 ; fax: 01 44 27 38 41 ;

a) Objectifs de l'Unité d'Enseignement : Les cours de cette UE sont consacrés aux assemblages polymétalliques. Ils aborderont les grands principes de synthèse, les grandes familles de composés et leurs applications, notamment en catalyse homogène, ainsi que la synthèse raisonnée de matériaux à base moléculaire.
b) Thèmes abordés : Assemblages polynucléaires, de la simplicité à la complexité : topologie, propriétés physiques et chimiques, comportement classique vs. comportement quantique ; polyanions et polycations, boranes, clusters organométalliques ; catalyse homogène d’oxydation. Matériaux à base moléculaire : approche moléculaire de la synthèse des matériaux, matériaux multifonctionnels ; magnétisme et aimants moléculaires, bistabilité, molécules à haut spin ; systèmes conducteurs ; électronique moléculaire, fils moléculaires, interrupteurs, diodes et autres composants ; stockage de l’information, systèmes logiques.

 

NC508 et NanomatÉriaux et matÉriaux hybrides (6 ECTS)

Responsable : Jean-Pierre Jolivet, Laboratoire de Chimie de la Matière condensée, UMR 7574, UPMC, T 54 E5 (Case courrier 174), 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05.
Téléphone: 01 44 27 84 13 ; fax: 01 44 27 47 69 ;

a) Objectifs de l'Unité d'Enseignement : Cette UE vise à présenter les stratégies de synthèse par chimie douce permettant l’élaboration de phases métastables de taille nanométrique dont les performances laissent attendre un fort développement technologique. Il s’agit de particules métalliques, d’oxydes métalliques et de matériaux hydrides organiques-inorganiques.
b) Thèmes abordés : Elaboration, stratégies de synthèse et de mise en forme : monocristal, poudre micro- ou nanométrique, gel, colloïde : quelle méthode de synthèse puis quelle mise en forme pour quelle propriété ?
Polymérisation inorganique. Le passage de l'ion métallique en solution à une phase solide d’oxyde. Les mécanismes de condensation des cations en solution sont étudiés en détail afin de savoir comment maîtriser la taille, la structure et la morphologie de systèmes nanométriques. La réactivité de surface des oxydes est présentée en liaison avec les phénomènes d’adsorption et de greffage pour comprendre la fonctionnalisation des surfaces et la formation de matériaux hybrides organiques-inorganiques.
Nanomatériaux et nanosciences : l’émergence des nanosciences dans les technologies du futur.
Approche « top-down » : le futur des ordinateurs ; la loi de Moore ; le domaine mésoscopique : exemple de l’effet Aharonov-Bohm ; bloquage de Coulomb et transistor à un électron ; électronique de spin. Approche « bottom-up » : principe du microscope à effet tunnel ; manipulation atomique et moléculaire ; chimie atome par atome ; manipulation des ondes électroniques : l’effet Kondo. Fonctionnalités des nanomachines moléculaires, rôle des fluctuations dans le fonctionnement. Les formes exotiques du carbone : fullerènes et nanotubes.

 

NC509 MatÉriaux inorganiques (6 ECTS)

Responsable : Michel Quarton, Laboratoire de Cristallochimie du Solide, CNRS-FR 2482, UPMC, Tour 54-E2 (Case courrier 176), 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05. Téléphone: 01 44 27 55 44 ; fax: 01 44 27 25 48 ;

a) Objectifs de l'Unité d'Enseignement : Il s'agit de présenter les corrélations entre élaboration, structure et propriétés des principaux matériaux solides inorganiques, à la pointe des applications technologiques. La connaissance de ces corrélations permettra ensuite d'établir le processus optimum d'élaboration d'un matériau afin de satisfaire au cahier des charges.
b) Thèmes abordés : Matériaux de structure : réfractaires, abrasifs et outils de coupe, liants, composites. Matériaux électriques: électroniques (semi-conducteurs, composants), ioniques (super-conducteurs, jauges et capteurs, piles et batteries), diélectriques linéaires (substrats, condensateurs, piézo/pyro, actuateurs) et non-linéaires (varistors, ferro, détecteurs, mémoires). Matériaux pour l'optique: luminescence, lasers solides, optique non-linéaire. Matériaux magnétiques: couplages et magnétisme coopératif, aimants, enregistrement et stockage d'informations.

 

NC510 Interface et catalyse (6 ECTS)

Responsable: Jean-François Lambert, Laboratoire de Réactivité de Surface (UMR 7609 CNRS), UPMC, Tour 54-E2(Case courrier 178), 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05.
Tél. : 01 44 27 55 19, fax : 01 44 27 60 33,

a) Objectifs de l'Unité d'Enseignement : Le but de cette UE est de fournir aux étudiants une vision intégrée de l’acte catalytique et du matériau catalytique, tout en introduisant les particularités de la chimie interfaciale. L’UE est divisée en 4 parties d’importance égale.
b) Thèmes abordés :
1. Approche Moléculaire de la cinétique des réactions : Approximation de l’Etat Quasi-Stationnaire (AEQS), séquence close, cycle et étape déterminant la vitesse, cinétiques d’adsorption et de désorption, vitesses de rotation ; facteurs pré-exponentiels.
2. Des étapes élémentaires aux grands procédés industriels de la catalyse : étapes cinétiquement significatives ; lois de vitesse des grandes réactions en catalyse homogène et hétérogène ; grandes réactions industrielles ; catalyse enzymatique ; catalyse de post-combustion automobile et deNOx.
3. Identification du site réactionnel - des surfaces idéales aux catalyseurs réels : zéolithes et microporeux ; surfaces idéales, « cristallographie 2-D », spectroscopies EELS, IRAS, SIMS… ; surfaces réelles, solides dispersés et défauts de surface ; molécules sondes, caractérisation de surfaces par l’adsorption, caractérisation par la réaction (techniques en température programmée).
4. Synthèse de matériaux multifonctionnels à finalité chimique : grandes classes de catalyseurs industriels ; approche macroscopique de la préparation, opérations unitaires, partenaires impliqués et paramètres expérimentaux ; approche moléculaire de la préparation, techniques physiques de caractérisation, chimies impliquées, modèles et processus élémentaires.

 

NC511 MÉthodes de caractÉrisation (6 ECTS)

Responsable : Christian Bonhomme, Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée, UPMC, Tour 54-E5, 4, place Jussieu 75252 Paris Cedex 05. Tel : 01 44 27 41 35, fax : 01 44 27 47 69,

a) Objectifs de l'Unité d'Enseignement : cette UE donnera aux étudiants une formation solide et complète dans les différents domaines de la caractérisation des solides inorganiques. Les cours seront illustrés systématiquement par des exemples d'intérêt, faisant appel aux derniers développements théoriques, méthodologiques et expérimentaux.
b) Thèmes abordés : RMN multinucléaire à l'état solide, haute résolution en phase solide, techniques multidimensionnelles, corrélations dipolaire et J - Spectroscopie RPE, tenseur g, structure fine des spectres, développements récents et spectroscopie ENDOR - Diffraction des rayons X, des électrons et des neutrons, techniques (poudre et monocristal), méthodes de résolution structurale et affinement - Spectroscopie d'absorption X et diffusion centrale des rayons X - Microscopie à balayage et à transmission.

 

PARCOURS PROPOSES POUR UN MASTER RECHERCHE

P1. Chimie inorganique : molécules et matériaux
NC507 : Matériaux moléculaires (6 ECTS)
NC508 : Nanomatériaux et matériaux hybrides (6 ECTS)
NC509 : Matériaux inorganiques (6 ECTS)
NC510 : Interfaces et catalyse (6 ECTS)
NC511 : Méthodes de caractérisation (6 ECTS)
NB : Parmi les deux UE d'orientation à choisir au deuxième semestre de la première année, est recommandée : MC407 (Molécules et matériaux inorganiques)

P2. Systèmes moléculaires complexes
NC507 : Matériaux moléculaires (6 ECTS)
NC508 : Nanomatériaux et matériaux hybrides (6 ECTS)
NC510 : Interfaces et catalyse (6 ECTS)
NC501 : Méthodologies pour la synthèse (6 ECTS), UE du Master mention Chimie fondamentale et appliquée, spécialité Chimie organique et bioorganique.
NC504 : Catalyse organométallique et enzymatique (6 ECTS), UE du Master mention Chimie fondamentale et appliquée, spécialité Chimie organique et bioorganique.
NB : Les deux UE d'orientation recommandées à choisir au deuxième semestre de la première année sont : MC406 (Chimie organique et bioorganique) et MC407 (Molécules et matériaux inorganiques).

P3. Matériaux organiques et inorganiques
NC507 : Matériaux moléculaires (6 ECTS)
NC508 : Nanomatériaux et matériaux hybrides (6 ECTS)
NC509 : Matériaux inorganiques (6 ECTS)
NC514 : Polymères de fonction : synthèse et propriétés (6 ECTS), UE du Master mention Chimie fondamentale et appliquée, spécialité Matériaux polymères
NC515 : Physico-chimie des polymères et caractérisation (6 ECTS), UE du Master mention Chimie fondamentale et appliquée, spécialité Matériaux polymères
NB : Les deux UE d'orientation recommandées à choisir au deuxième semestre de la première année sont : MC408 (Matériaux polymères) et MC407 (Molécules et matériaux inorganiques).

P4. Chimie et physique des matériaux inorganiques (ce parcours ne sera pas offert à la formation en 2005-2006).
NC508 : Nanomatériaux et matériaux hybrides (6 ECTS)
NC509 : Matériaux inorganiques (6 ECTS)
NC511: Méthodes de caractérisation (6 ECTS)
Bases de physique de la matière condensée (3 ECTS) et bases de chimie de la matière condensée (3 ECTS)
Verres et matériaux amorphes (3 ECTS) et Matériaux et développement durable (3 ECTS).
Ces deux dernières UE, correspondant à 6 ECTS chacune, sont constituées chacune de deux UE de 3 ECTS de la spécialité Matière et Matériaux de la mention Physique et applications du master de l’UPMC. Les pré-requis concernent des éléments de mécanique quantique et de physique statistique.
NB : Parmi les deux UE d'orientation à choisir au deuxième semestre de la première année, est recommandée : MC407 (Molécules et matériaux inorganiques).