Les matériaux inorganiques sont caractérisés par i) les atomes présents qui définissent la composition, et la façon dont les atomes sont assemblés, ce qui définit la structure cristallographique et ii) le type de liaisons par lesquelles les atomes sont connectés, ce qui en gouverne les propriétés électrochimiques. Différentes méthodes de synthèse permettant d’obtenir toute une palette de matériaux – en jouant sur la température, la pression et la composition – ont été présentées, en passant notamment des méthodes céramiques qui conduisent seulement aux produits thermodynamiques aux méthodes de chimie douce qui offrent l’accès à une multitude de phases métastables. Ont été également exposées différentes synthèses reposant sur le concept de réactions topotactiques et mettant en jeu la chimie d’insertion, la chimie acido-basique, et la chimie de greffage.
Le domaine de la chimie des colloïdes et des sols – dont l’importance est capitale dans le contexte actuel du développement durable – est au cœur du programme de cette année. En deçà de la composition, température et pression, ce domaine considère d’autres dimensions, telles la taille et la morphologie, pour la préparation de nouveaux produits ainsi que celle de produits existants mais avec des propriétés physiques exacerbées. Ce cours traite de différents procédés de synthèse tels les procédés sol-gel, d’auto-assemblage en présence de moules via des voies chimiques et électrochimiques, d’extrusion électro-assistée ainsi que la plupart des procédés de dépôt couches minces via des voies physiques.
Dans ce contexte, le premier cours pose les bases nécessaires à la compréhension du programme 2015-2016. Sont tout d’abord rappelés l’effet de la taille, du rapport surface/volume mais surtout de l’énergie de surface sur les propriétés magnétiques, optiques, catalytiques et électrochimiques des matériaux. Nous montrons également comment l’aspect nano peut modifier les diagrammes de phases, la stabilité de polymorphes ou modifier les points de fusion. Les différences existant entre les colloïdes, sols, émulsions et suspensions qui servent souvent de précurseurs réactionnels sont mentionnées. L’aspect colloïdal étroitement lié à la diffusion de la lumière est par la suite commenté ainsi que la stabilité des colloïdes/sols vs. la floculation ou ségrégation décrite, pour enfin terminer sur les ferro-fluides, qui illustrent l’aspect appliqué des colloïdes.
