Les revêtements nanocomposites apportent des propriétés multifonctionnelles (anti-UV, hydrophobes et inrayables…). Elles sont liées aux propriétés de la matrice et des paramètres des nanoparticules (taille, forme, dispersion…). L’agrégation des nanoparticules est un paramètre qui affecte fortement les propriétés finales.
Les nanotechnologies génèrent des inquiétudes sur la santé et l’environnement. Des outils sont mis en place pour maîtriser les risques par une règlementation renforcée qui conduit à des mesures de restriction ou d’interdiction. Cette interdiction impacterait directement la recherche et le développement des nanocomposites et limiterait les développements technologiques et économiques. Il est donc nécessaire de développer des méthodes respectueuses de l’homme et de l’environnement.
Dans ce cadre, nous avons breveté et développé le concept de réacteur-injecteur. Ce dispositif permet de synthétiser au plus près de l’injection et du procédé de mise en forme du matériau nanocomposite. Il peut être couplé à des procédés en voie humide ou en voie sèche. Par exemple, couplé à un procédé plasma basse pression, il permet d’obtenir des couches minces formées de nanoparticules d’oxydes métalliques cristallins de petite taille (6 nm) isolés et dispersés de façon homogène dans la matrice. Nous montrerons que ce procédé plasma nécessite de nombreuses études préalables pour optimiser l’ensemble du procédé (de l’injection de la phase plasmagène jusqu’aux propriétés finales). |
Nanocomposite (NC), i.e. coatings with nanoparticles (NP) embedded in a matrix, receive a great interest as they develop multi-functional properties. Indeed, NC thin films are multi-functional materials - the concentration, size, shape and distribution of NP together with the characteristics of the matrix contributing to the overall properties.
Recently [2], we reported a new safer-by-design method for NC thin film plasma deposition. This method allows (1) to synthesize NP from organometallic precursor [3] (2) prior to their injection in a plasma chamber.
ZnO:DLC NC thin films are produced in a RF plasma reactor. It consists in small (6 nm) and isolated (i.e. non-aggregated) ZnO NPs homogeneously dispersed in an amorphous hydrogenated carbon matrix (Figure 1). The mechanical properties of these thin films are characterized by AFM using a bimodal tapping mode “AMFM”,(Kocun 2017)
Depending on the experimental conditions i.e. the reactor-injector parameters, in addition to the local reinforcement introduced by the crystalline ZnO NP, the deposited material can develop high stiffness or really soft properties related to the deposition process. These properties can be linked to the ion bombardment that can be highly varies depending on the pulse injection frequency. |