CEA Saclay (URA 331 CNRS)

Nanosciences IdF Activité Scientifique - Projet de Recherche

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CEA Saclay, DSM/DRECAM/SCM/Laboratoire Claude Fréjacques (URA 331 CNRS)
Directeur : Eric ELIOT 

Personnes concernées : Jean-Claude MIALOCQ, Jean-Philippe RENAULT, Georges VIGNERON, Gérard BALDACCHINO, Francine BRUNET, Thibault CHARPENTIER, Dimitri SAKELLARIOU, Patrick BERTHAULT, Hervé DESVAUX, Gaspard HUBER, 2 post-doctorants, 1 doctorant.
Sections CNRS : principale : 14, secondaires : 13 et 21

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• Activité scientifique du Laboratoire :
  - Chimie sous rayonnement [1-5].
  - Chimie radicalaire [1-6], biochimie radicalaire [6].
  - Femtochimie [7], spectroscopie de fluorescence [2, 3, 6-8].
  - Cinétique chimique [1, 7, 8] et modélisation [9].
  - Méthodologie en RMN du solide [10-12] et du liquide [13].
  - RMN du xénon polarisé par laser [14, 15].
  
  
• Résultats obtenus dans les domaines d'action des nanosciences :
  - Mise en évidence de modification profonde de la réactivité dans des nanopores en dessous d'une taille de pore critique [3].
  - Mise en évidence de phénomènes de transfert d'énergie à longue distance dans les nano-domaines minéraux [4].
  - Caractérisation des modifications de surface sous irradiation [5].
  - Caractérisation de micropores dans des matrices mésoporeuses [16] (Figure 1a).
  
  Figure 1 : a) Spectres RMN en fonction de la température du xénon dans une poudre mésoporeuse de SBA-15 ayant subi un traitement hydrothermal. Un effet de condensation du xénon par confinement dans les micropores apparaît à basse température. b) Influence de la taille de pore sur la production de dihydrogène (mol. J-1) dans l'eau piégée dans des verres nanoporeux sous irradiation gamma. c) Modification de la cinétique de disparition de l’absorbance de l'électron hydraté dans des pores de 4 nm.
  

• Programmes de recherche :
  - Caractérisation de surfaces par RMN du solide (Figure 1a)
  - Production d'hydrogène dans les systèmes nanoporeux (Figures 1b)
  - Compréhension de l'influence du confinement sur la réactivité (Figure 1c)
  - Réactivité des surfaces d'oxyde.
  - Utilisation de nanoparticules de zéolites fonctionnalisées comme transporteur de xénon polarisé.
  - Etude de la dimensionalité et de la tortuosité de mésoporeux par du xénon polarisé par laser.
  

• Interactions et collaborations en Ile de France :
  Laboratoire de Chimie Physique, Université Paris Sud
  Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux, Université Paris Sud
  Laboratoire de Physique Théorique des liquides, Université Pierre et Marie Curie
  Laboratoire de Réactivité de Surface, Université Pierre et Marie Curie
  Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, Ecole Polytechnique
  

• Activités d'enseignement :
  Master 2, Université de Versailles - St Quentin en Yvelines, P. Berthault et H. Desvaux
  Université d’Evry Val d’Essonne, H. Desvaux, Professeur associé à service temporaire
  Formation permanente en RMN, INSTN
  Master 2, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris, Th. Charpentier.
  

• Références
  [1] G. Baldacchino, G. Vigneron, J.P. Renault, S. Pin, Z. Abedinzadeh, S. Deycard, E. Balanzat, S. Bouffart, M. Gardes-Albert, B. Hickel, J.-C. Mialocq
  A nanosecond pulse radiolysis study of the hydrated electron with high energy ions with a narrow velocity distribution Chem. Phys. Lett, 2004, 385, 66-71
  [2] G. Louit, S. Foley, J. Cabillic, H. Coffigny, F. Taran, A. Valleix, J.P. Renault, S. Pin. The reaction of coumarin with the OH radical revisited: hydroxylation product analysis determined by fluorescence and chromatography
  Rad. Phys. Chem; 2005, 72(2-3), 119
  [3] S. Foley, P. Rotureau, S. Pin, G. Baldacchino, J.P. Renault, J.-C. Mialocq
  Radiolysis of confined water: Production and reactivity of hydroxyl radicals
  Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 110-112
  [4] P. Rotureau, J.P. Renault, B. Lebeau, J. Patarin, J.-C. Mialocq
  Radiolysis of confined water. 2. The molecular hydrogen production
  ChemPhysChem (sous presse)
  [5] S. Le Caër, P. Rotureau, G. Vigneron, G. Blain, J.P. Renault, J.-C. Mialocq
  Irradiation of controlled pore glasses with 10 MeV electrons
  Conférence à "Nanomaterials and Nanotechnologies, NN2005", Crète, Juin 2005
  [6] S. Meunier, M. Desage-El Murr, S. Nowaczyk, T. Le Gall, S. Pin, J.P. Renault, D. Boquet, C. Créminon, E. Saint-Aman, A. Valleix, F. Taran, C. Mioskowski
  A powerful antiradiation compound revealed by a new high-throughput screening method
  ChemBioChem, 2004, 5, 832
  [7] T. Gustavsson, L. Cassara, S. Marguet, G. Gurzadyan, P. Van der Meulen, S. Pommeret, J.-C. Mialocq
  Rotational diffusion of the 7-diethylamino-4-methylcoumarin (C1) dye molecule in polar protic and aprotic solvents
  Photochem. Photobiol. Sci. 2003, 2, 329-341.
  [8] M Schwell, T. Gustavsson, S. Marguet, B. De La Vaissière, N.K Wachter, P.R. Birkett, J.-C. Mialocq, S. Leach
  The fluorescence properties of the phenylated fullerenes C70Ph4, C70Ph6, C70Ph8 and C70Ph10 in room temperature solutions
  Chemical Physics Letters 2001, 350, 33-38.
  [9] M. Enescu, J.P. Renault, S. Pommeret, J.-C. Mialocq, S. Pin
  Ab initio study of Cd-thiol complexes: application to the modelling of the metallothionein active site
  Phys. Chem. Chem. Phys., 2003, 5, 3762-3767
  [10] T. Charpentier, S. Ispas, M. Profeta, F. Mauri, C.J. Pickard
  First-Principles Calculation of 17O, 29Si and 23Na NMR Spectra of Sodium Silicate Crystals and Glasses
  Journal of Physical Chemistry B, 2004, 108, 4147-4161.
  [11] F. Brunet, Ph. Bertani, T. Charpentier, A. Nonat, J. Virlet
  Application of 29Si Homonuclear and 1H-29Si Heteronuclear NMR Correlation to Structural Studies of Calcium Silicate Hydrates
  Journal of Physical Chemistry B, 2004, 108, 15494-15502
  [12] T. Charpentier, F.S. Dzheparov, J.-F. Jacquinot, J. Virlet
  Dipolar Order under fast magic-angle spinning
  [13] H. Desvaux, P. Berthault
  Study of dynamic processes in liquids using off-resonance rf irradiation.
  Progress in NMR Spectroscopy, 1999, 35, 295-340.
  [14] H. Desvaux, T. Gautier, G. Le Goff, M. Pétro, P. Berthault
  Direct evidence of a magnetization transfer between laser-polarized xenon and protons of a cage-molecule in water
  European Physical Journal D, 2000, 12, 289-296.
  [15] L. Dubois, P. Da Silva, C. Landon, J.G. Huber, M. Ponchet, F. Vovelle, P. Berthault, H. Desvaux
  Probing the hydrophobic cavity of Lipid Transfer Protein from Nicotiana tabacum through Xenon-based NMR.
  [16] A. Davidson, P. Berthault, H. Desvaux
  Silicas of unimodal and bimodal porosities probed by 129Xe NMR spectroscopy
  Journal of Physical Chemistry B, 2003, 107, 14388-14393.