Soudure cristalline : une première

26 janvier 2016

La conception et fabrication de systèmes moléculaires à l'état cristallin avec un contrôle stricte de l'ordre et de périodicité aux niveaux microscopiques et macroscopiques sont indispensables pour le développement de nouveaux matériaux et dispositifs.

 

La confection de systèmes cristallins complexes de type réseaux de cristaux offrant des propriétés spécifiques est une étape vers des matériaux "intelligents". Des chercheurs du Laboratoire de Tectonique Moléculaire (C. Adolf, S. Ferlay, N. Kyritsakas and M. W. Hosseini) ont très récemment rapporté (J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15390−15393) une stratégie inédite fondée sur la croissance épitaxiale en trois dimensions pour souder en solution et dans des conditions douces (25 °C) des cristaux en réseaux de cristaux. Des cristaux isostructuraux et quasi isométriques de différentes couleurs ont été utilisés non seulement pour confectionner des cristaux de type cœur-coquille (Fig. 1a) mais également pour les souder en monocristaux avec la continuation de l'organisation cristalline (Fig. 1b). Souder des cristaux en réseaux macroscopiques de cristaux par des processus d'autoassemblage est une stratégie fort utile pour la conception et fabrication de matériaux organisés de façon hiérarchique en sous domaines ordonnés présentant différentes propriétés ciblées (Fig. 2). La soudure cristalline peut-être vue comme une première étape vers la conception de systèmes moléculaires complexes organisés de façon hiérarchique.

 

Ces travaux ont été soutenus par le Labex "Chimie des Systèmes Complexes", la Fondation pour la Recherche en Chimie et par le CNRS.

 

Figure 1: Représentation schématique de la formation de cristaux de type coeur-coquille (a) et soudure de nature homo et hétéro de cristaux en entités monocristallines par croissance épitaxiale 3D en solution et en conditions douces (25 °C).

Des cristaux (a, d, g) ont étaient coupés et placés et orientés (b, e, h) puis sont soudés (homo- (c) et hétéro- (f, i) en monocristaux par croissance épitaxiale en solution sous conditions douces

Figure 2: Des cristaux (a, d, g) ont étaient coupés et placés et orientés (b, e, h) puis sont soudés (homo- (c) et hétéro- (f, i) en monocristaux par croissance épitaxiale en solution sous conditions douces (25 °C).