Abstrait

Synthèse et caractérisation d'un nano-composite d'oxyde de strontium et de zinc par un procédé chimique doux

 Etakula Nagabhushan et Alqaralosy Ahmed 

Français Les matériaux nanostructurés offrent de nombreux avantages en raison de leurs propriétés améliorées, les applications prometteuses des matériaux nanostructurés ont généré une méthode innovante pour synthétiser de nouveaux matériaux à haute performance pour améliorer leur utilisation comme nano-dispositifs, nano-catalyseurs et nano-capteurs. Bien que l'utilisation des nano-matériaux dans l'industrie soit limitée, leur utilisation dans l'industrie a déjà commencé et devrait être étendue dans les prochaines années. Dans la présente étude, le nanocomposite d'oxyde de strontium et de zinc (SrZnO2) a été synthétisé par une approche chimique douce en utilisant de l'oxyde de strontium avec de l'oxyde de zinc. L'approche chimique douce permet la synthèse de matériaux organiques et inorganiques en dispersion colloïdale à des températures relativement basses et avec une configuration simple. La synthèse a été réalisée à une température modérée de 90 °C, puis finalement séchée dans un four de laboratoire à 100 °C pendant 24 heures, puis suivie d'une calcination à 1000 °C dans un four avec une vitesse de chauffe de 5 °C/min pendant 6 heures pour obtenir un produit sélectif de phase. Le concept de l'approche chimique douce repose sur la relation synthèse-structure équilibrée basée sur l'électronégativité. Les nanomatériaux représentent, à un niveau de base, des matériaux dont une seule unité de mesure (au moins une mesure) se situe entre 1 et 100 nm, la signification typique de l'échelle nanométrique. La recherche sur les nanomatériaux adopte une approche basée sur la science des matériaux pour la nanotechnologie, en utilisant des avancées dans la métrologie et la combinaison des matériaux qui ont été créées dans le cadre de la recherche sur la microfabrication. Les matériaux ayant une structure à l'échelle nanométrique ont souvent des propriétés optiques, électroniques ou mécaniques différentes. Les nanomatériaux sont progressivement commercialisés et commencent à se développer en tant que produits. Dans la norme ISO/TS 80004, les nanomatériaux sont caractérisés comme les « matériaux ayant une taille extérieure à l'échelle nanométrique ou ayant une structure interne ou une structure de surface à l'échelle nanométrique », l'échelle nanométrique étant caractérisée comme la « longueur s'étendant de 1 nm à 100 nm ». Cela comprend à la fois les nano-objets, qui sont des morceaux discrets de matériau, et les matériaux nanostructurés, qui ont une structure interne ou de surface à l'échelle nanométrique ; Un nanomatériau peut être un individu de ces deux catégories. Le 18 octobre 2011, la Commission européenne a adopté la définition suivante d'un nanomatériau : « Un matériau naturel, synthétique ou artificiel, contenant des particules, à l'état libre ou sous forme de masse ou d'agglomérat, et pour la moitié ou plus des particules dans la circulation granulométrique, au moins une dimension extérieure est comprise entre 1 nm et 100 nm. Dans des cas particuliers et lorsque des préoccupations pour la nature, la santé, la sécurité ou l'environnement le justifient, la limite de la circulation granulométrique de la moitié peut être remplacée par une limite comprise entre 1 % et la moitié. Les nanomatériaux artificiels ont été conçus et fabriqués délibérément par l'homme pour avoir certaines propriétés requises.Les nanomatériaux hérités sont ceux qui étaient en développement commercial avant le développement de la nanotechnologie en tant que progrès progressifs par rapport à d'autres matériaux colloïdaux ou particulaires. Ils comprennent des nanoparticules de noir de carbone et de dioxyde de titane. Les nanomatériaux peuvent être libérés accidentellement comme effet secondaire de processus mécaniques ou technologiques. Les sources de nanoparticules fortuites comprennent les pannes de moteur de voiture, les gaz d'échappement de soudure, les formes d'allumage du chauffage domestique au gaz et la cuisson. Par exemple, la classe de nanomatériaux appelés fullerènes est créée par la combustion de gaz, de biomasse et de bougie. Il peut également s'agir d'un effet secondaire des produits d'usure et de corrosion. Les nanoparticules atmosphériques fortuites sont souvent appelées particules ultrafines, qui sont libérées accidentellement lors d'une activité intentionnelle et peuvent contribuer à la pollution de l'air. Les systèmes organiques contiennent souvent des nanomatériaux naturels et fonctionnels. La structure des foraminifères (principalement la craie) et des organismes (protéines, capsides), les pierres précieuses en cire recouvrant une feuille de lotus ou de capucine, la soie des insectes rampants et nuisibles, la teinte bleue des tarentules, les « spatules » à la base des pattes de gecko, certaines écailles d'ailes de papillon, les colloïdes courants (lait, sang), les matières cornéennes (peau, crochets, bouches, plumes, cornes, cheveux), le papier, le coton, la nacre, les coraux et même notre propre réseau osseux sont pour la plupart des nanomatériaux naturels caractéristiques. Les nanomatériaux inorganiques courants se produisent par le développement de gemmes dans les différents états de matière de la couche terrestre. Par exemple, les sols présentent des nanostructures complexes en raison de l'anisotropie de leur structure de pierre précieuse cachée, et l'activité volcanique peut donner naissance aux opales, qui sont un exemple de gemmes photoniques naturelles en raison de leur structure à l'échelle nanométrique. Les flammes évoquent des réactions particulièrement complexes et peuvent créer des couleurs, du béton, de la silice incandescente, etc. Les nano-objets sont régulièrement classés en fonction du nombre de leurs dimensions qui se situent à l'échelle nanométrique. Une nanoparticule est caractérisée par un nano-objet dont chacune des trois dimensions extérieures se situe à l'échelle nanométrique, dont les tomahawks les plus longs et les plus courts ne varient pas considérablement. Une nanofibre a deux dimensions extérieures à l'échelle nanométrique, les nanotubes étant des nanofibres vides et les nanobâtonnets étant des nanofibres solides. Une nanoplaque a une dimension extérieure à l'échelle nanométrique, et si les deux dimensions les plus grandes sont fondamentalement différentes, elle est appelée nanoruban. Pour les nanofibres et les nanoplaques, différentes dimensions peuvent éventuellement être à l'échelle nanométrique, mais doivent être fondamentalement plus grandes. Une différence critique est dans tous les cas notée comme étant généralement au moins un facteur 3. Les matériaux nanostructurés sont régulièrement classés en fonction des périodes de matière qu'ils contiennent. Un nanocomposite est un solide contenant au moins une zone ou un ensemble de zones réellement ou artificiellement distinctes, ayant au moins une dimension à l'échelle nanométrique.Une nanomousse a une structure fluide ou solide, remplie d'une phase vapeur, où l'une des deux phases a des dimensions à l'échelle nanométrique. Un matériau nanoporeux est un matériau solide contenant des nanopores, des trous avec des dimensions à l'échelle nanométrique. Un matériau nanocristallin a une division notable de grains de pierre précieuse à l'échelle nanométrique. Dans diverses sources, les matériaux nanoporeux et la nanomousse sont parfois considérés comme des nanostructures mais pas comme des nanomatériaux car seuls les vides et non seulement les matériaux sont à l'échelle nanométrique. Bien que la définition ISO considère uniquement les nano-objets ronds comme des nanoparticules, d'autres sources utilisent le terme nanoparticule pour toutes les formes. Les sources courantes de nanoparticules comprennent les feux de forêt, les débris volcaniques, les pluies marines et la décomposition radioactive du gaz radon. Les nanomatériaux normaux peuvent également être formés par des processus durables de roches contenant des métaux ou des anions, ainsi que dans des sites de déchets miniers corrosifs. La structure, la morphologie et les propriétés des particules ont été caractérisées par DRX, SEM et FT-IR. La taille moyenne des particules a été calculée à l'aide du diagramme de diffraction des rayons X en utilisant l'équation de Scherer, t = 0,9λ/ B CosÃ'². Les résultats obtenus à partir de différentes techniques de caractérisation ont montré que les matériaux nanostructurés étaient formés de petites tailles de particules, avec une bonne cristallinité et un environnement propre qui peut être utilisé pour des technologies appropriées comme les nano-dispositifs, les nano-catalyseurs, les nano-capteurs, etc.Nano capteurs, etc.Nano capteurs, etc.