Note ABES Exfoliation of functionalized layered oxides : synthetic approaches and advanced characterizations : toward a non-electrostatic reassembly Exfoliation d’oxydes lamellaires fonctionnalisés : approches de synthèse et caractérisations avancées : vers un réassemblage non-électrostatique Oxydes lamellaires Exfoliation par force de cisaillement Nanofeuillets fonctionnalisés Réassemblage non-électrostatique Hybrid layered oxide Shear-force exfoliation Functionalized nanosheets Non-electrostatic re-assembly 620.5 547.2 549.5 Matériaux hybrides Composés lamellaires Oxydes (minéraux) Exfoliation L’objectif de cette thèse est d’étudier la formation de nanofeuillets d’oxydes fonctionnalisés en solution en vue de les intégrer ensuite sous forme d’architectures bidimensionnelles multimatériaux. La voie de synthèse de ces nanomatériaux débute par la conception d’un composé lamellaire hybride. L’oxyde à structure pérovskite considéré voit ainsi son espace interlamellaire modifié par des molécules organiques, choisies pour leur propriétés physiques ou leurs potentielles interactions moléculaires pour un réassemblage non-électrostatique. Le composé hybride résultant est ensuite exfolié pour obtenir les nanofeuillets fonctionnalisés. Parmi les diverses méthodes possibles, l’exfoliation par assistance de force de cisaillement, innovante pour les oxydes lamellaires, a été mise en œuvre. Après optimisation des paramètres d’exfoliation, des suspensions colloïdales de nanofeuillets sont obtenues. Ces derniers sont caractérisés tout d’abord par différentes techniques de microscopie, permettant d’évaluer leur distribution en taille, en épaisseur et de confirmer le maintien de la fonctionnalisation au cours du procédé d’exfoliation. Ensuite, les suspensions sont étudiées par des techniques de diffusion, caractérisations non-triviales pour des objets bidimensionnels, pour estimer une épaisseur et une taille latérale moyenne. Enfin des stratégies de réassemblage de ces nanomatériaux ont été définies et préliminairement testées comme preuve de concept et les premiers résultats préliminaires sont rapportés. The goal of this PhD work is the study of the formation of functionalized oxide nanosheets in solution for their subsequent assembly into two-dimensional heterostructures. The synthetic approach starts with the design of hybrid layered materials. The chosen oxide, with a perovskite-like structure, is grafted with organic moieties, designed for their physical properties or their potentiality in terms of non-electrostatic re-assembly. The resulting layered hybrid is then exfoliated to lead to the corresponding functionalized nanosheets. Among all exfoliation methods, the shear force- assisted liquid exfoliation is notably studied. After an optimization of the experimental settings, colloidal suspension of nanosheets are obtained. The nanomaterials are first characterized by microscopic techniques to assess their size and thickness distributions while also probing the preservation of the functionalization during the process. Then, the suspensions are studied by scattering techniques, non-trivial tools for 2D materials, to estimate the mean thickness and material size of the nanosheets in solution. Finally, strategies of re-assembly of functionalized nanosheets are presented, based on the functionality brought by the organic moieties and preliminary results are described. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 16680685 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04137339 application/pdf 16618364 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/PAYET_Frederic_2022_ED182.pdf http://www.theses.fr/2022STRAE037/abes https://theses.hal.science/tel-04137339 https://theses.hal.science/tel-04137339 https://theses.hal.science/tel-04137339 Payet Frédéric 1995-04-24 FR 270547630 2806011146R 21511061 4200003 https://theses.fr/2022STRAE037 2022STRAE037 https://doi.org/10.70675/20ae5ef3z19a8z451azb20fz93ec7810808d 2022-02-03 Chimie des polymères - chimie des matériaux Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Rogez Guillaume MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 071635718 Bégin-Colin Sylvie MADS_PRESIDENT_DU_JURY 077294874 Demange Valérie MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 059895276 Prévot Vanessa MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 169040941 Ferrage Éric MADS_RAPPORTEUR_1 083673849 Fleury Benoit MADS_RAPPORTEUR_2 111982278 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:620 ddc:540 Rogez Guillaume Bégin-Colin Sylvie Demange Valérie Prevot Vanessa Ferrage Éric Fleury Benoit École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 16680685