Author: "Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS )" - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

Your search keyword '"Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS )"' showing total 4,062 results

Start Over Author "Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS )"

4,062 results on '"Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS )"'

1. A silicone-based slippery polymer coating with humidity–dependent nanoscale topography

Author: Callau, M., Fajolles, C., Leroy, J., Verneuil, E., Guenoun, P., Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (UMR 7615) (SIMM), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Biomaterials, Colloid and Surface Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials
Abstract: International audience; Hypothesis: Slippery Omniphobic Covalently Attached Liquids (SOCAL) have been proposed for making omnirepellent thin films of self-assembled dimethylsiloxane polymerbrushes grafted from silica surfaces. Smooth and flat at very small scale, these fluid surfaces could exhibit a more complex multiscale structure though showing very weak contact angle hysteresis (less than 5°).Experiment: In this work, coatings were deposited on glass surfaces from an acidic dimethoxydimethylsilane solution under carefully controlled relative humidity. Ellipsometry mapping was used to analyze the surface structuration with nanometric thickness sensitivity. The sliding properties were determined using a drop shape analyzer with a tilting device, and chemical analyses of the coatings were performed using on-surface techniques (XPS, ATR-FTIR spectroscopy).Findings: Coated materials possessed an unexpected surface structure with multiscale semispherical-like features, which surprisingly, did not increase the contact angle hysteresis. A careful study of some parameters of the coating process and the related evolution of the surface properties allowed us to propose a new model of the chemical organization of the polymer to support this remarkable liquid-like behavior. These structures are made of endgrafted strongly adsorbed Guiselin brushes with humidity-dependent thickness: the higher the humidity, the thinner and the more slippery the coating.
Published: 2023

2. Novel Ca and Ca-Li Intercalated B/C and B/C/N Materials with Layered Structures

Author: Masayuki Kawaguchi, Hiromichi Ishikawa, Pascal Berger, Mélissa Fauchard, Sébastien Cahen, Claire Hérold, Fundamental Electronics Research Institute, Osaka Electro-Communication University, Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean Lamour (IJL), and Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, General Chemistry
Abstract: International audience; Boron/carbon/nitrogen (B/C/N) materials and boron/carbon (B/C) materials having graphite-like layered structures were synthesized by using chemical vapor deposition (CVD) method. Calcium (Ca) was intercalated into the B/C materials by the reaction of Ca vapor with the host B/C film to form an intercalation compound with a second stage structure as a main product. Ca was also co-intercalated with lithium (Li) into the B/C/N materials by using the liquid-alloy method to form an intercalation compound. These are the first examples of syntheses of Ca and Ca-Li intercalated B/C and B/C/N materials. The nuclear microprobe analysis (NMA) indicated the compositions of the original host B/C/N and B/C materials to be BC2.6N0.55 and BC6.4, and the Ca-Li intercalated compound to be Ca0.67Li0.42(BC3.3N0.50) and suggested the homogeneity of these materials and the compound. We also found that the NMA is one of the most accurate methods for determining the compositions of air and water sensitive intercalation compounds as well as complex systems like the B/C/N and B/C materials.
Published: 2022

3. Tuning the Charge Transfer in λ5-Phosphinines with Amino Substituents

Author: Nicolas Ledos, Thitiporn Sangchai, Iryna Knysh, Manon H. E. Bousquet, Payal Manzhi, Marie Cordier, Denis Tondelier, Bernard Geffroy, Denis Jacquemin, Pierre-Antoine Bouit, Muriel Hissler, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (CEISAM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE09-0020,FluoHyb,Nouveaux matériaux hybrides fluorescents basés sur le concept de l'émission induite par agrégation de chromophores organiques greffés sur des nanoparticules inorganiques.(2017), and ANR-20-CE29-0005,BSE-forces,Géométries dans l'état excité dans le formalisme de Bethe-Salpeter(2020)
Subjects: [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Organic Chemistry, Physical and Theoretical Chemistry, Biochemistry
Abstract: International audience; We report the substitution of lambda 5-phosphinines (2,6-dicarbonitrile diphenyl-1-λ 5-phosphinine) with amino-group. The impact of these modifications on both the optical and redox properties is investigated using a joint experimental/theoretical approach. In particular, we show that the choice of the donor diphenyl-amino group dramatically impacts the nature of the charge transfer. The use of di(methoxyphenyl)amine redshifts the optical properties and allows thermally activated delayed fluorescent in the solid-state. Finally, we demonstrated that lambda 5-phosphinines with amino-group can be used as active emitter in an electroluminescent device.
Published: 2022

4. Profile of an 'at cutting edge' pathology laboratory for pathological human deposits: from nanometer to in vivo scale analysis on large scale facilities

Author: Bazin, Dominique, Lucas, Ivan, Rouzière, Stéphan, Elkaim, Erik, Mocuta, Cristian, Réguer, Solenn, Reid, David, Mathurin, Jérémie, Dazzi, Alexandre, Deniset-Besseau, Ariane, Petay, Margaux, Frochot, Vincent, Haymann, Jean-Philippe, Letavernier, Emmanuel, Verpont, Marie-Christine, Foy, Eddy, Bouderlique, Elise, Colboc, Hester, Daudon, Michel, Institut de Chimie Physique (ICP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques (LISE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Chemistry [Cambridge, UK], University of Cambridge [UK] (CAM), Maladies rénales fréquentes et rares : des mécanismes moléculaires à la médecine personnalisée (CoRaKID), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Palacin, Serge, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (Nantes Univ - EPUN), and Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)
Subjects: [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry, [CHIM.THEO] Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [CHIM.ANAL] Chemical Sciences/Analytical chemistry, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Building and Construction, Electrical and Electronic Engineering
Abstract: International audience; This contribution aims to define an analysis procedure for abnormal deposits in human tissues starting from in vivo characterization, down to the nanoscale using major instrumentation. Such an integrated approach is based on recent literature, but particularly on our research over the last twenty years on pathological calcifications. To this end, we begin by describing four successive analytical steps, on the injury site or physician’s surgery, at the hospital, at a typical physicochemical laboratory, and finally at a large scale (possibly multinational) facility. For the first step, we present various techniques which can be implemented on portable instruments. For the second step, commercial analytical setups are used. In a physicochemical laboratory, prototype or commercial setups are used and finally on large scale instruments, characterization techniques with better spatial resolution and/or higher sensitivity or techniques specific to synchrotron radiation are employed.
Published: 2022

5. A simple and efficient process for the synthesis of 2D carbon nitrides and related materials

Author: Huc, Vincent, Silva, Cora, Vallet, Maxime, Saint-Martin, Romuald, Leroy, Jocelyne, Semion, Clément, Dragoe, Diana, Brisset, François, Blin, Thomas, Guillot, Regis, Gillet, Cynthia, Université Paris-Saclay, ONERA, CNRS, Laboratoire d'étude des microstructures (LEM), ONERA-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay (LMPS), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-11-EQPX-0029,MORPHOSCOPE 2,Imagerie et reconstruction multiéchelles de la morphogenèse. (Plateforme d'innovation technologique et méthodologique pour l'imagerie in vivo et la reconstruction des dynamiques multiéchelles de la morphogenèse)(2011), ANR-10-INBS-0004,France-BioImaging,Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée(2010), ANR-11-IDEX-0003,IPS,Idex Paris-Saclay(2011), CentraleSupélec, Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), and ANR-10-LABX-0040,SPS,Saclay Plant Sciences(2010)
Subjects: [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry
Abstract: This manuscript describes a new process for the synthesis of very high quality 2D Covalent Organic Frameworks (COFs), such a C2N and CN carbon nitrides. The structure/quality of these materials is demonstrated by extensive cross-characterisations at different scales. The availability of such very large, high quality layers of these materials opens interesting perspectives, for example in photochemistry and electronics (intrinsic transport properties, high gap substrate for graphene, etc...). We thus consider that this work could be of interest to a broad readership, considering that this topic is among the current hottest ones.
Published: 2023

6. Carbon mapping in steel using 12C(d,pγ)13C in external beam

Author: S. Richiero, X. Bai, V. Detalle, Q. Lemasson, L. Pichon, B. Moignard, F. Téreygeol, T. Calligaro, Centre de recherche et de restauration des musées de France (C2RMF), Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), New AGLAE - CNRS/Ministère de la Culture/ENSCP (new AGLAE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), and Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Nuclear and High Energy Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Carbon, d-NRA, d-PIGE, Particles, Mapping, Steel, Depth profiling, Microbeam, External beam, Deuteron, Archaeometallurgy, Gamma-rays, Instrumentation
Abstract: International audience; Carbon concentration and distribution has a dramatic impact on mechanical properties of steel. The manufacture technology of ancient steel is an important question in archaeometallurgy, especially during medieval times when the production process evolves between indirect and direct modes. Steel is an iron alloy incorporating up to a few % of carbon in weight, heterogeneously clustered in various carbide phases that are usually imaged by metallographic microscopy after acid etching. We have investigated the capability to obtain in a direct, non-destructive way and quantitative maps of carbon in steel samples using the 12C(d,pγ)13C reaction with the simultaneous detection of the emission of the 3089 keV γ-ray (d-PIGE) and of the p0 proton group (d-NRA). Carbon spot measurements and mappings were carried out using an external deuteron microbeam of 1.5 MeV at the New AGLAE facility of the Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France. The beam diameter on the target was around 50 µm and its mean intensity 4nA, monitored by using the PIXE signal (Fe Kα line) emitted by the sample. Spectra were fitted using the SIMNRA program and the calculated composition checked against standard reference steel targets. Carbon distribution maps were extracted from the collected γ-ray and proton spectra datacubes. Spot measurements acquired in 2 min yielded a limit of detection of 200 ppm carbon weight for d-PIGE and 10 ppm for d-NRA. Proton detection appeared more effective than γ-ray detection owing to better statistics, mainly due to higher detection efficiency and better S/N ratio while γ-rays detection is affected by the spurious emission from nitrogen contained in the exit foil. Carbon concentration was mapped on a medieval archaeological iron alloy sample (140 × 32 points, 7 mm × 1.6 mm area) using a 1.6 sec dwell time, yielding a carbon content of 0.395 % with an uncertainty of 10 %. Heterogeneities could be evidenced in the maps, and incidentally the presence of oxygen. A simple methodology was developed to derive the depth distribution maps of carbon in the first microns of the sample.
Published: 2023

7. Serial small- and wide-angle X-ray scattering with laboratory sources

Author: Mark A. Levenstein, Karen Robertson, Thomas D. Turner, Liam Hunter, Cate O'Brien, Cedrick O'Shaughnessy, Alexander N. Kulak, Pierre Le Magueres, Jakub Wojciechowski, Oleksandr O. Mykhaylyk, Nikil Kapur, Fiona C. Meldrum, Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Nottingham, UK (UON), School of Chemistry [Leeds], University of Leeds, University of Sheffield [Sheffield], Rigaku Americas Corporation, Rigaku Europe, The Engineering and Physical Sciences Research Council UK (EPSRC) for funding a Strategic Equipment Grant for Flow-Xl (grant No. EP/T006331/1 supporting KR, NK, FCM and TT), Programme Grant which funds the Crystallization in the Real World Consortium (grant No. EP/R018820/1 supporting CO’S and FCM), and European Project: 788968,DYNAMIN
Subjects: crystallization, microfluidics, General Materials Science, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], General Chemistry, serial WAXS, Condensed Matter Physics, rapid structural analysis, Biochemistry, serial SAXS
Abstract: International audience; Recent advances in X-ray instrumentation and sample injection systems have enabled serial crystallography of protein nanocrystals and the rapid structural analysis of dynamic processes. However, this progress has been restricted to large-scale X-ray free-electron laser (XFEL) and synchrotron facilities, which are often oversubscribed and have long waiting times. Here, we explore the potential of state-of-the-art laboratory X-ray systems to perform comparable analyses when coupled to micro- and millifluidic sample environments. Our results demonstrate that commercial small- and wide-angle X-ray scattering (SAXS/WAXS) instruments and X-ray diffractometers are ready to access samples and timescales (≳5 ms) relevant to many processes in materials science including the preparation of pharmaceuticals, nanoparticles and functional crystalline materials. Tests of different X-ray instruments highlighted the importance of the optical configuration and revealed that serial WAXS/XRD analysis of the investigated samples was only possible with the higher flux of a microfocus setup. We expect that these results will also stimulate similar developments for structural biology.
Published: 2022

8. Are Operando Measurements of Rechargeable Batteries Always Reliable? An Example of Beam Effect with a Mg Battery

Author: Lucie Blondeau, Suzy Surblé, Eddy Foy, Hicham Khodja, Stéphanie Belin, Magali Gauthier, Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-16-CE05-0004,MAGICIEN,MAGnésium-Ion: batteries haute Capacité Innovantes à base d'Electrodes négatives Nanostructurées(2016)
Subjects: [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Analytical Chemistry
Abstract: International audience; Operando and in situ techniques are becoming mandatory to study Li-ion, post Li-ion, and solid-state batteries. They are essential for monitoring the (electro)chemical and dynamic processes in the battery environment and for providing understanding at different spatial and temporal scales. While operando measurements are becoming more and more routine, scientists have to keep in mind that such experiments are not always harmless for the battery operation, especially when using synchrotron techniques. This is the case in the example described herein with Mg batteries. We show that the electrode reactivity in a InSb/organohaluminate electrolyte/Mg cell is strongly retarded during operando synchrotron X-ray absorption acquisition. Through comparison of ex situ, operando, and in situ data, we demonstrate that this effect occurred only on the samples’ volumes exposed to the X-ray radiation. This study illustrates how incorrect conclusions might be drawn from operando measurements, especially when looking at new battery chemistries, and calls for extreme caution when designing and interpreting operando data.
Published: 2022

9. Ni(2,2′:6′,2″-Terpyridine-4′-carboxylate)2 Zwitterions and Carboxylate Polyanions in Mixed-Ligand Uranyl Ion Complexes with a Wide Range of Topologies

Author: Pierre Thuéry, Jack Harrowfield, Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (ex LCCEF) (LCMCE), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Palacin, Serge
Subjects: Inorganic Chemistry, [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, [CHIM.CRIS] Chemical Sciences/Cristallography, Physical and Theoretical Chemistry
Abstract: International audience; The zwitterionic complex formed by NiII and 2,2′:6′,2″-terpyridine-4′-carboxylate, Ni(tpyc)2, has been used as a coligand with a diverse group of polycarboxylates in uranyl ion complexes synthesized under solvo-hydrothermal conditions, thus giving a series of 14 mixed ligand, heterometallic compounds. Both [(UO2)2(c-1,2-chdc)Ni(tpyc)2(NO3)2]2·4CH3CN (1) and [(UO2)2(tdc)Ni(tpyc)2(NO3)2]2 (2), where c-1,2-chdc2– is cis-1,2-cyclohexanedicarboxylate and tdc2– is 2,5-thiophenedicarboxylate, display discrete U4Ni2 dinickelatetrauranacycles, a motif which is also found as part of a daisychain coordination polymer in [(UO2)4(bdc)3Ni2(tpyc)4(NO3)2]·2CH3CN·2H2O (3), where bdc2– is 1,4-benzenedicarboxylate. Similar U4Ni2 rings associate to form a nanotubular polymer in [(UO2)2(tca)Ni(tpyc)2(NO3)]·2CH3CN·2H2O (4), where tca3– is tricarballylate. [(UO2)2(1,2-pda) (1,2-pdaH)Ni(tpyc)2(NO3)]·CH3CN (5), where 1,2-pda2– is 1,2-phenylenediacetate, crystallizes as a meander-like chain in which each bent section can be seen as an open, semi-U4Ni2 ring. Oxalate (ox2–) gives [(UO2)2(ox)2Ni(tpyc)2] (6), a monoperiodic polymer containing smaller U4Ni rings, while 1,2,3-benzenetricarboxylate (1,2,3-btc3–) and citrate (citH3–) give [Ni(tpycH)(H2O)3][UO2(1,2,3-btc)]2·2H2O (7) and [UO2Ni2(tpyc)4][UO2(citH)]2 (8), two complexes with charge separation, the latter displaying one-periodic + two-periodic semi-interpenetration. [(UO2)2(btcH)Ni(tpyc)2(NO3)] (9) and [(UO2)2(cbtcH)Ni(tpyc)2(NO3)] (10), where btc4– and cbtc4– are 1,2,3,4-butanetetracarboxylate and cis,trans,cis-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylate, respectively, are diperiodic networks with hcb topology, and [(UO2)2(ndc)Ni(tpyc)2(OH)(NO3)] (11), where ndc2– is 2,6-naphthalenedicarboxylate, is a sql network containing dinuclear nodes and involving 100-membered U10Ni4 metallacyclic units. U4Ni2 rings are found in the diperiodic polymer formed in [(UO2)4(t-R-1,2-chdc)4Ni2(tpyc)4] (12), where t-R-1,2-chdc2– is trans-R,R-1,2-cyclohexanedicarboxylate, the heavily puckered sheets being interlocked. 1,3-Phenylenediacetate (1,3-pda2–) gives a very thick diperiodic polymer with KIa topology, [(UO2)4(1,3-pda)4Ni2(tpyc)4]·CH3CN·2H2O (13). A triperiodic framework is formed with nitrilotriacetate (nta3–) in [(UO2)2(nta)2Ni2(tpyc)2] (14), where NiII is found in Ni(tpyc)2 units as well as in Ni(nta)24– moieties which both act as 4-coordinated nodes.
Published: 2022

10. Radiocarbon dating of Angkorian art and monuments - Direct dating of iron reinforcements

Author: Delqué-Kolic, Emmanuelle, Leroy, Stéphanie, Dumoulin, Jean-Pascal, Laboratoire de mesure du carbone 14 (LMC14 - UMS 2572), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IRAMAT - Laboratoire Métallurgies et Cultures (IRAMAT - LMC), Institut de Recherches sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne (UBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Bordeaux Montaigne (UBM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IAEA, ICTP, and ANR-14-CE31-0007,IRANGKOR,Le fer à Angkor: production, circulation, consommation du métal et expansion de l'Empire Khmer, Cambodge (9e -15e s.), une approche multidisciplinaire et intégrée(2014)
Subjects: [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Iron, Radiocarbon AMS dating, Archaeometallurgy, [SHS.MUSEO]Humanities and Social Sciences/Cultural heritage and museology, Angkor
Abstract: International audience
Published: 2023

11. Phase Separated SiO2-B2O3-Na2O Glasses: Part I - Structure

Author: Chomat, Laure, Feng, Weiying, Bonamy, Daniel, Célarié, Fabrice, Houizot, Patrick, Charpentier, Thibault, Rountree, Cindy, Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes (SPHYNX), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut de Physique de Rennes (IPR), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), and ANR-17-CE08-0004,ToughGlasses,Amélioration de la réponse des verres d'oxydes à la Corrosion Sous Contrainte (CSC)(2017)
Subjects: [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Sodium borosilicate, coined SBN glasses, is of major interest, as the three constitutive oxides (NaO, B2O3 and SiO2) are commonly used in industrial glasses. Theoretical studies evidence the existence of a large phase separation region in the ternary phase diagram. The amorphous phase separation (APS) induces structure evolutions that influence physical and mechanical properties. Oxide glasses, including phases separated glasses, have many uses; however, a major weakness of glass is its fragility. Relatively moderate stresses can cause a sudden rupture without any warning. Glass is also sensitive to stress corrosion cracking (SCC): sub-critical cracking aided by environmental conditions (relative humidity, temperature, etc.). The SCC behavior of SBN glasses with APS is seldomly studied, in particular the link between meso-structure material and mechanical properties that can lead to a beneficial effect. The aim of this study is to characterize the structural evolution of APS-SBN glasses prior to stress corrosion cracking tests (C. L. Rountree will present the SCC behavior).Two compositions in the APS region were studied: SBN42 (67SiO2-26B2O3-7Na2O, wt %) and SNB96 (60SiO2-33B2O3-7Na2O, wt %). Glass samples were annealed to initiate the APS at different annealing times (ranging from 2 to 48 hours) and different annealing temperatures (range from 550 to 700°C). Opalescence was tracked as an indicator of phase separation. Naked eyed sample observations after heat treatment evidenced opalescence is more pronounced with increasing annealing temperature and annealing time. Several techniques are used to characterize the structure evolution in annealed samples along with their pristine counterparts: XRD, Raman, NMR and AFM (Atomic Force Microscope). A specific procedure based on leaching (to remove the leachable B-rich phase) is used to reveal the structure of APS-SBN glasses analyzed by AFM. It has been shown that Si-rich phase constitutes the backbone of the structure and a spinodal decomposition is evidenced in annealed SBN42 samples and annealed SBN96 samples. The Si-rich phase size increases with annealing temperature and annealing time. Crystallization is not detected by XRD, except in SBN42 annealed at 700°C. For SBN42, MAS-NMR spectroscopy shows an increase of BO3 ring units along with a decrease of BO3 non-ring units in annealed samples. This is consistent with the formation of B-rich phases due to APS. For SBN96, phase separation occurs even in pristine samples. Raman spectra indicate a significant structure evolution of the borate network. All the characterizations carried out highlight an important structural evolution, which should have a significant impact on the mechanical properties.
Published: 2023

12. The Schottky barrier transistor in emerging electronic devices

Author: Schwarz, Mike, Vethaak, Tom D., Derycke, Vincent, Francheteau, Anaïs, Iniguez, Benjamin, Kataria, Satender, Kloes, Alexander, Lefloch, Francois, Lemme, Max C., Snyder, John P., Weber, Walter M., Calvet, Laurie E., Technische Hochschule Mittelhessen - University of Applied Sciences [Giessen] (THM), Chalmers University of Technology [Göteborg], Laboratoire de Transport Electronique Quantique et Supraconductivité (LaTEQS), PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universitat Rovira i Virgili, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University (RWTH), JCap, Technische Universität Wien, Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM), and École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], [SPI]Engineering Sciences [physics], Mechanics of Materials, Mechanical Engineering, ddc:530, General Materials Science, Bioengineering, General Chemistry, Electrical and Electronic Engineering
Abstract: Nanotechnology 34(35), 352002 (2023). doi:10.1088/1361-6528/acd05f, Published by IOP Publ., Bristol
Published: 2023

13. Radiation‐Responsive Benzothiazolines as Potential Cleavable Fluorogenic Linkers for Drug Delivery

Author: Wei Tuo, Jean‐Philippe Renault, Aashini Rajpal, Serge Pin, Thierry Le Gall, Frédéric Taran, CEA- Saclay (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Service de Chimie Bio-Organique et de Marquage (SCBM), Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Organic Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, [CHIM.THER]Chemical Sciences/Medicinal Chemistry, General Chemistry, [CHIM.RADIO]Chemical Sciences/Radiochemistry, Catalysis
Abstract: International audience; Benzothiazolines in aqueous solutions are cleaved under irradiation with γ-rays in a dose-dependent manner, leading to the formation of fluorescent products. The study paves the way for the future use of benzothiazolines as radiation sensors or as prodrugs in the context of radiotherapy.
Published: 2023

14. Physico-chimie des interactions de plastiques microstructurés avec des protéines ou des peptides modèles par des approches expérimentales et in silico

Author: Saudrais, Florent, Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay, Serge Pin, and Yves Boulard
Subjects: Micro-Nanoparticles, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Plastiques, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Proteins, Corona, Adsorption, Micro-Nanoparticules, Protéines, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Peptides, Plastics
Abstract: Micro- and nanoparticles, and especially plastic particles, are an important current topic. The ever-growing increase of the amount of plastic used in a wide variety of fields causes a sharp increase in the associated pollution. When these particles enter a biological medium they surround themselves with a corona, which can have a complex impact on organisms. It can give the particle a “biological identity” influencing its interactions in the living medium.This thesis studies the interactions of polyethylene and polypropylene microparticles (MP) and microstructured polypropylene filters with proteins and model peptides. We characterized the MPs with several spectroscopic methods.Unaged and aged MPs were brought into contact with proteins and model peptides.We measured protein adsorption isotherms on aged and unaged MPs. Raman imaging and fluorescence measurements allowed us to directly visualize the hemoglobin and bovine serum albumin corona on the MPs. The hemoglobin function, in solution and adsorbed, was assessed by tonometry.To understand the interactions between peptides and nanoparticles at the atomic scale, we used an in silico molecular dynamics approach. Meanwhile, we have measured adsorption isotherms of fluorescent peptides to validate the simulation results.; Les micro- et nanoparticules, et en particulier celles de plastique, constituent un sujet d'actualité important. L'augmentation toujours croissante des quantités de plastiques utilisées dans des domaines très variés est à l'origine d'une forte augmentation de la pollution associée. Lorsque ces particules entrent dans un milieu biologique, elles s'entourent d'une corona dont l'impact sur les organismes peut être complexe. Elle donne à la particule une "identité biologique" influençant ses interactions dans le milieu vivant.Cette thèse étudie les interactions de microparticules (MP) de polyéthylène et de polypropylène, et de filtres microstructurés en polypropylène avec des protéines et des peptides modèles. Nous avons caractérisés les MP par différentes méthodes spectroscopiques.Des MP non-vieillies et vieillies par différentes méthodes ont été mises en contact avec des protéines et peptides modèles. Nous avons mesuré les isothermes d'adsorption des protéines sur les MP vieillis et non vieillies. Des mesures d'imagerie Raman et de fluorescence nous ont permis de visualiser directement la corona de l'hémoglobine et de l'albumine du sérum bovin sur les MP. La fonction de l'hémoglobine, en solution et adsorbée, a été évaluée par tonométrie.Pour comprendre les interactions entre peptides et nanoparticules de polyéthylène à l'échelle atomique, nous avons utilisé une approche in silico de dynamique moléculaire. En parallèle, nous avons mesuré les isothermes d'adsorption de peptides fluorescents pour pour valider les résultats de simulation.
Published: 2023

15. Apport de l’analyse métallographique des fers de construction à la connaissance du chantier de la cathédrale Saint-Gatien de Tours

Author: L'Héritier, Maxime, Métivier, Baptiste, Prodhon, Sarah, Dillmann, Philippe, Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8), Archéologies et Sciences de l'Antiquité (ArScAn), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Archéologie de la Gaule : structures économiques et sociales (GAMA), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), and Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, [CHIM]Chemical Sciences, [SHS.HIST]Humanities and Social Sciences/History
Abstract: International audience
Published: 2023

16. Les ferrures des portes romanes du Roussillon : qualité, technique et provenance. Une première approche

Author: L'Héritier, Maxime, Verna, Catherine, Gosselin, Manon, Heal, Tobias, Mach, Jordi, Disser, Alexandre, Pagès, Gaspard, Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8), Archéologies et Sciences de l'Antiquité (ArScAn), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Archéologie de la Gaule : structures économiques et sociales (GAMA), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherches historiques : histoire des pouvoirs, savoirs et sociétés, IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Archéologie Médiévale et Moderne en Méditerranée (LA3M), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEPAM, and GMPCA
Subjects: Moyen Âge, Forge, Roussillon, [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, Provenance, Analyses métallographiques, Fers de construction, LA-ICP-MS
Abstract: Les ferrures de portes des églises romanes du Roussillon constituent un ensemble archi-tectural exceptionnel, patrimoine emblématique de la région. Malgré un vaste travail derecensement et de description de ces ensembles mené par Noël Bailbé, on ignore encorequelles techniques ont été utilisées pour la production de ces pièces remarquables. Lalittérature vante pourtant souvent les mérites de ce fer catalan et un rapprochement troprapide a été fait entre ces ferrures de tradition romane et le développement des premiersmarteaux hydrauliques. Nombre de ces portes ont toutefois été partiellement ou totalementremaniées au cours des siècles et les formes établies au XIIe siècle n’ont cessé d’être copiéesultérieurement tant et si bien qu’il est aujourd’hui difficile de qualifier l’authenticité de cesensembles. En outre, l’examen approfondi de ces pentures révèle des formes et des traditionstechniques différentes : volutes plates ou cannelées, avec ou sans soudures, volutes à crêtes,bandes avec plusieurs types de cannelures, correspondant peut-être à des ateliers, des qualitésou des chronologies distinctes. Si les conditions de production et de circulation du fer sontconnues par les archives pour les derniers siècles du Moyen Âge, elles le sont moins pourles XIIe et XIIIe siècles.L’étude archéométallurgique de ces ferrures a été entreprise dans le cadre du projetFERMAPYR qui a pour dessein d’étudier à travers les sources écrites, archéologiques etarchéométriques la production et la circulation du fer dans la partie orientale du massif desPyrénées, avant l’implantation de la forge dite à la catalane. L’ambition de cette étude estd’enrichir ces réflexions de l’analyse du métal qui compose ces ferrures en rapport étroit avecla documentation écrite, en particulier autour de la question des aciers. Les objectifs sontmultiples. Il s’agit, tout d’abord, de déterminer la nature du métal utilisé, entre fer doux etacier fortement carburé, et d’en caractériser la qualité selon des critères métallographiques.L’analyse de la composition des inclusions de scories permet également de retracer lescircuits d’approvisionnement des sites de production jusqu’au monument, en lien avec lesprospections archéologiques réalisées en parallèle dans le massif du Canigou notamment etplus généralement dans les départements des Pyrénées- Orientales et de l’Ariège.Trente-huit prélèvements infracentimétriques ont pu être réalisés sur des ferrures déjà briséeset des gonds de portes et fortifications issus des monuments de 13 communes. Le choix s’estporté sur les monuments du Conflent, du Vallespir, des Aspres et de la plaine du Roussillon,de la vallée de la Têt aux implantations d’altitude des contreforts du Canigou, en considérantdes ferrures de typologies différentes afin d’appréhender en partie la variété du corpus etde pouvoir comparer la qualité et l’origine des fers architecturaux en fonction des usages.Les analyses révèlent d’une part des différences de qualité entre les objets, mais surtoutrelient les lieux de consommation à des sources d’approvisionnement distincts en fonctionde leur localisation. Ces travaux complètent ainsi la définition des marchés et des modalitésd’échange dont les sources écrites témoignent largement à partir du début du XIVe siècle
Published: 2023

17. Comprendre le paysage métallurgique antique et médiéval de la moitié orientale des Pyrénées à travers l’archéométrie

Author: Pagès, Gaspard, Disser, Alexandre, Vega, Enrique, Méaudre, Jean-Charles, Foy, Eddy, Gosselin, Manon, L'Héritier, Maxime, Dillmann, Philippe, Téreygeol, Florian, Verna, Catherine, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Archéologie de la Gaule : structures économiques et sociales (GAMA), Archéologies et Sciences de l'Antiquité (ArScAn), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8), IRAMAT - Laboratoire Métallurgies et Cultures (IRAMAT-LMC), and Centre de recherches historiques : histoire des pouvoirs, savoirs et sociétés
Subjects: [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory
Abstract: International audience
Published: 2023

18. A 3D-printed device for in situ monitoring of an organic redox-flow battery via NMR/MRI

Author: Caja-Munoz, Borja, Chighine, Kévin, Dognon, Jean-Pierre, Dubois, Lionel, Berthault, Patrick, Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Programmes Transverses de Compétence CEA (Projet ROBO3D), and ANR-17-LCV2-0002,DESIR,Détection Efficace et Sensible d'Intermédiaires Réactionnels par RMN(2017)
Subjects: Redox-flow, [SPI]Engineering Sciences [physics], Battery Redox-flow NMR MRI Operando 3D printing Anthraquinone, Battery, [CHIM]Chemical Sciences, Anthraquinone, Operando, 3D printing, NMR, MRI
Abstract: International audience; A mini organic redox-flow battery pluggable on the basis of a high-resolution NMR probehead has been conceived and built mainly by 3D printing. This device allows the realization of all modern spectroscopy experiments as well as imaging experiments. It has been tested for the real-time monitoring of redox cycling of 9,10-Anthraquinone-2,7-disulfonic acid disodium salt (2,7-AQDS) in acidic conditions, which has revealed the preponderant role of dimerization in the processes of oxidation and reduction. Determination of the thermodynamic properties of homo-and heterodimer formation through quantum chemical, multilevel modeling workflows confirm our hypotheses about the molecular processes occurring during charge and discharge.
Published: 2023

19. First examinations of ancient ferrous alloys in Renaissance armour by SR-X-Ray diffraction

Author: Bérard Emilie, Dillmann Philippe, Réguer Solenn, Foy Eddy, Mocuta Cristian, Vega Enrique, Braun James, Toffolon-Masclet Caroline, Guilbert Thomas, Guillot Ivan, IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay, Laboratoire des Technologies des Matériaux EXtrêmes (LTMEx), Service des Recherches Métallurgiques Appliquées (SRMA), Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-17-EURE-0021,PSGS-HCH,Paris Seine Graduate School of Humanities Creation Heritage(2017)
Subjects: Fluid Flow and Transfer Processes, [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, General Physics and Astronomy, [SHS]Humanities and Social Sciences
Abstract: International audience; The paper aims at understanding the nature of ferrous alloys used for the fabrication of Renaissance armour in a Nuremberg workshop, owned by Valentin Siebenbürger. Noninvasive techniques such as X-Ray Diffraction (XRD) using synchrotron radiation (SR) are well suited to identify the different crystalline phases, characteristic of ancient ferrous alloys, avoiding multiple sampling, rarely allowed in the case of museum pieces. However, such experiment presented analytical challenge due to the complex shape of armours. Our goal was to demonstrate the feasibility of SR-XRD measurement to identify mineral phases contained in ferrous alloys (cementite, ferrite, martensite…) on large and complete museum amour pieces and provide new insights on Renaissance armour manufacturing. The study allowed identifying phases characteristic of ancient ferrous alloys (ferrite, cementite …) but also the presence of heat treatment, on some armour plates, giving new information on manufacturing technique and workshop organization.
Published: 2023

20. Continuous Flow Photocatalytic Hydrogen Production from Water Synergistically Activated by TiO2, Gold Nanoparticles, and Carbon Nanotubes

Author: Joseph Farah, Florent Malloggi, Frédéric Miserque, Jongwook Kim, Edmond Gravel, Eric Doris, Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service de Chimie Bio-Organique et de Marquage (SCBM), Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Service de recherche en Corrosion et Comportement des Matériaux (S2CM), Département de Recherche sur les Matériaux et la Physico-chimie pour les énergies bas carbone (DRMP), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire de physique de la matière condensée (LPMC), and École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: General Chemical Engineering, hydrogen production, titanium dioxide, carbon nanotube, gold nanoparticles, flow chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science
Abstract: International audience; Titanium dioxide nanoparticles were combined with carbon nanotubes and gold to develop improved photocatalysts for the production of hydrogen from water. The entangled nature of the nanotubes allowed for the integration of the photoactive hybrid catalyst, as a packed-bed, in a microfluidic photoreactor, and the chips were studied in the photocatalyzed continuous flow production of hydrogen. The combination of titanium dioxide with carbon nanotubes and gold significantly improved hydrogen production due to a synergistic effect between the multi-component system and the stabilization of the active catalytic species. The titanium dioxide/carbon nanotubes/gold system permitted a 2.5-fold increase in hydrogen production, compared to that of titanium dioxide/carbon nanotubes, and a 20-fold increase, compared to that of titanium dioxide.
Published: 2023

21. Structuration and deformation of colloidal hydrogels

Author: S. N'Mar, L. Pauchard, P. Guenoun, J. P. Renault, F. Giorgiutti-Dauphiné, Fluides, automatique, systèmes thermiques (FAST), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-19-CE06-0030,BOGUS,Billes de Gel Colloïdal Sous Contrainte(2019), and ANR-10-LABX-0039,PALM,Physics: Atoms, Light, Matter(2010)
Subjects: [CHIM]Chemical Sciences, General Chemistry, Condensed Matter Physics, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract: International audience; The aim of the present paper is to determine the optimum conditions for the formation of homogeneous colloidal silica hydrogels by aggregation and drying processes, avoiding mechanical instabilities at the surface. Aggregation is controlled by adding monovalent salt to the silica nano-particle suspension while the drying of the sol is also modulated by changing the evaporation rate. A phase diagram reveals two regions in the parameter plane, ionic strength versus evaporation rate: a region where the drop undergoes an isotropic shrinkage and forms the required homogeneous gel and a region where mechanical instabilities appear due to the formation of a solid skin at the gel surface. The frontier between these two regions can be determined by equating the following two characteristic times: the gelation time and the time for skin formation. Permeability measurements of the final gel provide an estimate of the drying stress which is compared to the yield stress of the material. In accordance with the determined phase diagram, our study shows that instabilities appear when the drying stress is larger than the yield stress.
Published: 2023

22. Role of the Protein Corona in the Colloidal Behavior of Microplastics

Author: Marion Schvartz, Florent Saudrais, Stéphanie Devineau, Stéphane Chédin, Frédéric Jamme, Jocelyne Leroy, Karol Rakotozandriny, Olivier Taché, Guillaume Brotons, Serge Pin, Yves Boulard, Jean-Philippe Renault, Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Biologie Fonctionnelle et Adaptative (BFA (UMR_8251 / U1133)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Molécules et Matériaux du Mans (IMMM), Le Mans Université (UM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018)
Subjects: polyethylene, microplastic pollution control, microplastics, [SDV]Life Sciences [q-bio], Surfaces and Interfaces, Condensed Matter Physics, protein corona, Electrochemistry, microplastic suspensions, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Microplastic stability, protein, Spectroscopy, polypropylene
Abstract: Researchers showed that microplastics from our waste are dispersed in water by proteins adsorbed to their surface. This discovery opens the way to low-tech strategies for collecting them. Plastic waste scattered in nature breaks up into invisible particles of micrometric or nanometric size. Because scientists do not yet know their physical and chemical properties and their biological interactions, they cannot fully assess the environmental impact of this diffuse pollution. In nature, microplastics quickly become coated with molecules of biological origin. How do these biomolecules modify their behaviour? To find out, research teams from CEA, IMMM, UPC, and Soleil Synchrotron in France, have studied microplastics in water to understand the role of the protein corona on their stability. The most persistent microplastics in the environment, polyethylene and polypropylene (5 and 10 µm in diameter), were chosen for this study. In the absence of proteins, buoyancy and capillary forces tend to gather the microplastics towards the surface ('creaming') and very few particles remain in solution. In the presence of proteins, hydrophobic microplastics become hydrophilic and can diffuse in water. In addition, this protein corona prevents agglomeration and stabilises microplastics suspensions in water. Taking advantage of this effect, size fractions of stabilized microplastics could be prepared for toxicological screening using a protein corona formed with a well-known protein, serum albumin. Alternatively, it is also possible to destabilise the protein corona surrounding the microplastics, either by adding a salt, which induces protein precipitation, or by heating, which results in protein aggregation. In both cases, 95% of the microparticles were removed from water by creaming after 24 hours. Heat treatment could be used to purify water to make it drinkable, where industrial depollution facilities are lacking
Published: 2023

23. Intense pH Sensitivity Modulation in Carbon Nanotube-Based Field-Effect Transistor by Non-Covalent Polyfluorene Functionalization

Author: Gookbin Cho, Eva Grinenval, Jean-Christophe P. Gabriel, Bérengère Lebental, Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instrumentation, Modélisation, Simulation et Expérimentation (COSYS-IMSE), Université Gustave Eiffel, The authors acknowledge support from (i) project 4WATER funded by French NationalResearch Agency (ANR) under grant agreement ANR-17-CE04-0003N◦17-CE04-0003-04, (ii) projectLOTUS co-funded by both the European Commission under the Horizon 2020 research and innovationprogram under Grant Agreement N◦ 820881 and the Indian Government, Ministry of Science andTechnology., ANR-17-CE04-0003,4WATER,Pour la Surveillance de la qualité de l'eau(2017), and European Project
Subjects: carbon nanotubes, pH buffer, General Chemical Engineering, polyfluorene, pH sensing, non covalent functionalization, urea, B. Intense pH Sensitivity Modulation in Carbon Nanotube-Based Field-Effect Transistor by Non-Covalent carbon nanotubes, field effect transistor, General Materials Science, Electrolyte gating, Liquid gate, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, electrolyte gating
Abstract: We compare the pH sensing performance of non-functionalized carbon nanotubes (CNT) field-effect transistors (p-CNTFET) and CNTFET functionalized with a conjugated polyfluorene polymer (labeled FF-UR) bearing urea-based moieties (f-CNTFET). The devices are electrolyte-gated, PMMA-passivated, 5 µm-channel FETs with unsorted, inkjet-printed single-walled CNT. In phosphate (PBS) and borate (BBS) buffer solutions, the p-CNTFETs exhibit a p-type operation while f-CNTFETs exhibit p-type behavior in BBS and ambipolarity in PBS. The sensitivity to pH is evaluated by measuring the drain current at a gate and drain voltage of −0.8 V. In PBS, p-CNTFETs show a linear, reversible pH response between pH 3 and pH 9 with a sensitivity of 26 ± 2.2%/pH unit; while f-CNTFETs have a much stronger, reversible pH response (373%/pH unit), but only over the range of pH 7 to pH 9. In BBS, both p-CNTFET and f-CNTFET show a linear pH response between pH 5 and 9, with sensitivities of 56%/pH and 96%/pH, respectively. Analysis of the I–V curves as a function of pH suggests that the increased pH sensitivity of f-CNTFET is consistent with interactions of FF-UR with phosphate ions in PBS and boric acid in BBS, with the ratio and charge of the complexed species depending on pH. The complexation affects the efficiency of electrolyte gating and the surface charge around the CNT, both of which modify the I–V response of the CNTFET, leading to the observed current sensitivity as a function of pH. The performances of p-CNTFET in PBS are comparable to the best results in the literature, while the performances of the f-CNTFET far exceed the current state-of-the-art by a factor of four in BBS and more than 10 over a limited range of pH in BBS. This is the first time that a functionalization other than carboxylate moieties has significantly improved the state-of-the-art of pH sensing with CNTFET or CNT chemistors. On the other hand, this study also highlights the challenge of transferring this performance to a real water matrix, where many different species may compete for interactions with FF-UR.
Published: 2023
Full Text: View/download PDF

24. Elaboration d'un outil d'acquisition RTI open source (Reflectance Transformation Imaging)

Author: Méaudre, Jean-Charles, Bouhier, Mickael, Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Association Corpus
Subjects: [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience; La Reflectance Transformation Imaging (RTI) est une méthode d’imagerie basée sur la compilation de clichés dont la seule variable est l’orientation de la source lumineuse. Cette technique est destinée à mettre en évidence les états de surface sur des objets présentant peu de reliefs. Afin de rendre cette technologie plus accessible, nous avons développé un outil d'acquisition automatisé, évolutif et peu couteux : le dispositif HASOR (Handheld Acquisition System Open RTI). Cet outil, reproductible en Fablabs, est diffusé en Open Hardware ; les codes sources, fichiers 3D et tutoriaux de montages sont disponibles en ligne.
Published: 2023

25. Caractérisations multi-échelles des interactions verre/fer/argilite

Author: Delanoë, Alexis, Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Université Paris-Saclay, Philippe Dillmann, Stéphane Gin, and Delphine Neff
Subjects: Corrosion, Verre, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Iron, Claystone, Altération, Glass, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Alteration, Argilite, Phyllosilicates, Fer
Abstract: Deep geological repository is considered by France to dispose high-level radioactive waste. The vitrified waste will be inserted into steel containers and stored in disposal cells dug into Callovo-Oxfordian claystone (Cox). The claystone will be gradually saturated with water, and the metallic containers will corrode. Eventually, the glass matrix will be altered in aqueous phase in an iron-rich environment. In pure water, the alteration of the glass leads to the formation of a passivating gel mainly made of SiO₂(am). However, prior experiments conducted in the presence of iron evidenced the formation of iron phyllosilicates in the glass alteration layer (GAL), maintaining higher glass alteration rates when compared to an absence of iron. The objective of this PhD is to investigate the mechanisms of glass alteration in a claystone environment in the presence of iron. The study conducted by this PhD thesis relies on two types of experiments: a mockup experiment and parametric experiments. The parametric experiments consist of investigating the alteration of mixtures of glass and/or iron and/or clay powders in the presence of synthetic Cox groundwater, over a period of 33 to 277 days (50°C, anoxic medium). The goal of these experiments is to decouple the different parameters (such as materials and environment), characterizing the GALs, and monitoring the chemistry of the solution. To take the geometry and coupling effects on glass alteration into account, the mockup experiment had two interfaces: glass/iron and glass/claystone interfaces. A Cox claystone cylinder containing an iron coupon in contact with two SON68 glass coupons (one doped with ²⁹Si and ⁵⁷Fe) was altered. The entire system was resaturated with synthetic Cox groundwater and aged for 6.1 years at 50°C, under an anoxic environment. The objective of this experiment was to characterize the alteration of the different materials, as well as study the migration of Si and Fe from the glass into its environment by means of isotopic tracers. All of the samples from the two types of experiments have been characterized using multi-scale investigations, using different analytical techniques: SEM, EDS, Tof-SIMS, LA-ICP-MS, STXM and TEM. In addition, the solutions of the parametric experiments were analyzed by ICP-AES and ion chromatography. In the parametric experiments, iron phyllosilicates were identified in the GAL of the Glass/Iron systems, while a SiO₂(am) gel was formed in the GAL of the Glass/Claystone systems. The presence of iron prevents the Si saturation of the solution, thus inhibiting the formation of SiO₂(am). However, in the Glass/Iron/Claystone systems, despite the presence of iron, no iron phyllosilicates, nor SiO₂(am) were identified in the GAL. A combined effect of the iron and claystone appears to have prevented the formation of phyllosilicates in the GAL, as well as the saturation of the solution with Si. This might be related to the formation of secondary phases in the system, and the basic pH of the solution. In the mockup experiment, iron influenced the alteration of the glass far beyond the source of iron source, due to fast transport of iron dissolved in the groundwater. As a result, serpentine iron phyllosilicates precipitate in the GAL. However, the comparison with a similar 2.5-year long mockup suggests a change in the nature of the phyllosilicates over time, with a shift from smectites to serpentines. Furthermore, our observations suggest that glass alteration would not be systematically isovolumetric in the presence of phyllosilicates. Moreover, during a glass/claystone contact, cyclic alteration mechanisms seem to influence the alteration of the glass leading to the formation of a lamellar GAL. Local variation of the conditions such as the pH, might be responsible for this cyclic mechanism.; Le stockage géologique en couche profonde est une solution envisagée par la France pour les déchets de haute activité à vie longue. Ces déchets, vitrifiés, seront inclus dans des conteneurs en acier, puis entreposés dans des alvéoles de stockage creusées dans l’argilite du Callovo-Oxfordien (Cox). Progressivement avec la resaturation en eau de l’argilite et la corrosion des conteneurs métalliques, le verre subira une phase d’altération dans un environnement riche en fer. En eau pure, l’altération du verre conduit à la formation d’un gel passivant de SiO₂(am). En présence de fer l’altération du verre est plus rapide du fait de la formation de phyllosilicates de fer dans la couche d’altération du verre (CA). L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes d’altération du verre en présence de fer, dans un milieu argileux. L’étude menée dans cette thèse s’appuie sur deux types d’expériences : l’expérience dite « intégrale » et une série d’expériences dites « paramétriques ». Les expériences paramétriques consistent à observer l’altération de mélanges de poudres de verre et/ou de fer et/ou d’argilite dans l’eau synthétique du Cox, pour des durées allant de 33 à 277 jours (50°C, anoxie). L’objectif de ces expériences est de découpler les différents paramètres (matériaux/environnement), en caractérisant les CAs, et en suivant l’évolution de la chimie de la solution. Afin de prendre en compte la géométrie et les effets de couplages sur l’altération du verre, l’expérience intégrale présente deux interfaces d’intérêts : verre/fer et verre/argilite. Un cylindre d’argilite du Cox contenant un coupon de fer en contact avec deux coupons de verre SON68 (dont l’un est dopé en ²⁹Si et du ⁵⁷Fe) a été resaturé en eau synthétique du Cox et vieilli 6,1 ans à 50°C. L’objectif de cette expérience est de caractériser les faciès d’altération des différents matériaux observés ainsi que d’étudier la migration du Si et du Fe provenant du verre dans son environnement grâce au marquage isotopique. L’ensemble des échantillons issus des deux types d’expériences ont fait l’objet de caractérisations multi-échelles, en s’appuyant sur différentes techniques expérimentales : MEB, EDS, Tof-SIMS, AL-ICP-MS, STXM et MET. Par ailleurs, les solutions des expériences paramétriques ont été analysées par ICP-AES et chromatographie ionique pour étudier l’évolution de la solution. Dans les expériences paramétriques, des phyllosilicates de fer ont été mis en évidence dans la CA des systèmes Verre/Fer, alors qu’un gel de SiO₂(am) est formé dans la CA des systèmes Verre/Argilite. La présence de fer empêche la saturation en Si de la solution, inhibant ainsi la formation de la SiO₂(am). Cependant, dans les systèmes Verre/Fer/Argilite, malgré la présence de fer, aucun phyllosilicate de fer ni de SiO₂(am) n’a été identifié dans la CA. Il semblerait qu’un effet combiné du fer et de l’argilite empêche la formation de phyllosilicates dans la CA, ainsi que la saturation de la solution en Si. Il pourrait être lié à la formation de phases secondaires dans le système, et à la basicité de la solution. Dans l’expérience intégrale, le transport relativement rapide du Fe dans l’eau porale influence l’altération du verre bien au-delà de la source de fer. Sa présence conduit à la formation de phyllosilicates de fer de type serpentines dans la CA. Cependant, la comparaison avec un système similaire altéré 2,5 ans suggère un changement de la nature des phyllosilicates au cours du temps, avec un passage des smectites vers les serpentines. De plus, nos observations proposent que l’altération du verre ne serait pas systématiquement isovolumique en présence de phyllosilicates. En outre, lors d’un contact verre/argilite, des mécanismes cycliques d’altération semblent influencer l’altération du verre conduisant à la formation d’une CA lamellaire, en faisant varier les conditions localement (notamment le pH).
Published: 2023

26. Development and Characterization of Innovative Multidrug Nanoformulation for Cardiac Therapy

Author: Amandine Gendron, Séverine Domenichini, Sandrine Zanna, Frédéric Gobeaux, Christophe Piesse, Didier Desmaële, Mariana Varna, Institut Galien Paris-Saclay (IGPS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ingénierie et Plateformes au Service de l'Innovation Thérapeutique (IPSIT), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture (MC), Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: cytotoxicity, [CHIM]Chemical Sciences, therapeutic peptide, nanoparticles, General Materials Science, antioxidant capacity, [CHIM.THER]Chemical Sciences/Medicinal Chemistry, bioconjugate
Abstract: International audience; For several decades, various peptides have been under investigation to prevent ischemia/reperfusion (I/R) injury, including cyclosporin A (CsA) and Elamipretide. Therapeutic peptides are currently gaining momentum as they have many advantages over small molecules, such as better selectivity and lower toxicity. However, their rapid degradation in the bloodstream is a major drawback that limits their clinical use, due to their low concentration at the site of action. To overcome these limitations, we have developed new bioconjugates of Elamipretide by covalent coupling with polyisoprenoid lipids, such as squalenic acid or solanesol, embedding self-assembling ability. The resulting bioconjugates were co-nanoprecipitated with CsA squalene bioconjugate to form Elamipretide decorated nanoparticles (NPs). The subsequent composite NPs were characterized with respect to mean diameter, zeta potential, and surface composition by Dynamic Light Scattering (DLS), Cryogenic Transmission Electron Microscopy (CryoTEM) and X-ray Photoelectron Spectrometry (XPS). Further, these multidrug NPs were found to have less than 20% cytotoxicity on two cardiac cell lines even at high concentrations, while maintaining an antioxidant capacity. These multidrug NPs could be considered for further investigations as an approach to target two important pathways involved in the development of cardiac I/R lesions.
Published: 2023

27. (De)Lithiation and Strain Mechanism in Crystalline Ge Nanoparticles

Author: Diana Zapata Dominguez, Christopher L. Berhaut, Anton Buzlukov, Michel Bardet, Praveen Kumar, Pierre-Henri Jouneau, Antoine Desrues, Adrien Soloy, Cédric Haon, Nathalie Herlin-Boime, Samuel Tardif, Sandrine Lyonnard, Stéphanie Pouget, Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Service Général des Rayons X (SGX ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de l'électricité et de l'hydrogène dans les transports (DEHT), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), 'Nanocharacterization Platform (PFNC)' at Minatec, CEA-Grenoble (France), SiBali, a CEA project, ANR-16-CE05-0028,Helios,Batteries Li-Ion à haute densité d'énergie à base de nanoparticules cœur@coquille silicium carbone(2016), and European Project: 685716,H2020,H2020-NMP-2015-two-stage,SINTBAT(2016)
Subjects: General Engineering, General Physics and Astronomy, General Materials Science, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry
Abstract: International audience; Germanium is a promising active material for high energy density anodes in Li-ion batteries thanks to its good Li-ion conduction and mechanical properties. However, a deep understanding of the (de)lithiation mechanism of Ge requires advanced characterizations to correlate structural and chemical evolution during charge and discharge. Here we report a combined operando X-ray diffraction (XRD) and ex situ 7Li solid-state NMR investigation performed on crystalline germanium nanoparticles (c-Ge Nps) based anodes during partial and complete cycling at C/10 versus Li metal. High-resolution XRD data, acquired along three successive partial cycles, revealed the formation process of crystalline core–amorphous shell particles and their associated strain behavior, demonstrating the reversibility of the c-Ge lattice strain, unlike what is observed in the crystalline silicon nanoparticles. Moreover, the crystalline and amorphous lithiated phases formed during a complete lithiation cycle are identified. Amorphous Li7Ge3 and Li7Ge2 are formed successively, followed by the appearance of crystalline Li15Ge4 (c-Li15Ge4) at the end of lithiation. These results highlight the enhanced mechanical properties of germanium compared to silicon, which can mitigate pulverization and increase structural stability, in the perspective for developing high-performance anodes.
Published: 2022

28. Liquid–liquid extraction: thermodynamics–kinetics driven processes explored by microfluidics

Author: Olivier, Fabien, Maurice, Ange, Meyer, Daniel, Gabriel, Jean-Christophe P., Energy Research Institute @ NTU (ERI@N), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanayang Technological University (NTU), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université de Montpellier (UM), and Nanyang Technological University [Singapour]
Subjects: [SPI.FLUID]Engineering Sciences [physics]/Reactive fluid environment, Liquid–Liquid Extraction, Microfluidics, [CHIM]Chemical Sciences, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, Chemical engineering::Processes and operations [Engineering], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Liquid-liquid extraction processes, characterized on-line by instrumented microfluidic platform, significantly enhance the development of predictive thermodynamic models, such as ienaics, and lay the foundations for new approaches to improve kinetic models which combine transport and chemistry. Instrumented microfluidics enables precise measurement of free energy of transfer of species at equilibria and their associated characteristic transfer times, faster and more accurately than its batch mode counterpart. Computer controlled and fully automatized, our platform illustrated the kinetic differences of high extraction's of Ytterbium (Yb) and Iron (Fe), two elements reported as having very different extraction efficiencies due to different molecular forces competing with complexation when modifiers are used together with extractants. Once collected and processed, the kinetics show two distinct behaviors of these two metallic elements: depending on the temperature, Fe could display a very slow extraction profile when compared to Yb. illustrer les fortes différences cinétiques d'extraction de l'ytterbium (Yb) et du fer (Fe), deux éléments pointés pour leur efficacité d'extraction très différente en raison de différentes forces moléculaires rivalisant avec la complexation lorsque des modificateurs sont mis en jeu avec des molécules extractantes. Une fois collectées et traitées, les données cinétiques montrent deux comportements distincts concernant ces deux éléments métalliques: selon la température, Fe peut présenter un profil d'extraction très lent par rapport à Yb. National Environmental Agency (NEA) National Research Foundation (NRF) Published version AM, DM and JCG acknowledge financial support from SCARCE project, which is supported by the Na- tional Research Foundation, Singapore, and National Environment Agency, Singapore under its Closing the Waste Loop Funding Initiative (Award No. USS-IF- 2018-4). JCG acknowledges funding for the microflu- idic platform from the European Research Council under the European Union’s 7th Framework Program (FP/2007-2013)/ERC Grant Agreement N◦ [320915] “REE-CYCLE”: Rare Earth Element reCYCling with Low harmful Emissions. FO thanks CEA’s program “Matériaux et Procédés” for a PhD support (project MICROPRO).
Published: 2022

29. In vivo detection of carnosine and its derivatives using chemical exchange saturation transfer

Author: Solène Bardin, Michele Lecis, Davide Boido, Céline Boutin, Giovanna Baron, Giancarlo Aldini, Patrick Berthault, Fawzi Boumezbeur, Luisa Ciobanu, Service NEUROSPIN (NEUROSPIN), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dipartimento di Scienze Farmaceutiche 'Pietro Pratesi' [Milan, Italie], Università degli Studi di Milano = University of Milan (UNIMI), and ANR-18-CE92-0054,BAMBOO,Imagerie métabolique et fonctionnelle cérébrale par transfert de saturation: combinaison aux données Opto-fMRI et spectroscopique RMN.(2018)
Subjects: [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Carnosine, Animals, Brain, Radiology, Nuclear Medicine and imaging, Anserine, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Muscle, Skeletal, Mass Spectrometry, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Rats
Abstract: International audience; AbstractPurposeTo detect carnosine, anserine and homocarnosine in vivo with chemical exchange saturation transfer (CEST) at 17.2 T.MethodsCEST MR acquisitions were performed using a CEST-linescan sequence developed in-house and optimized for carnosine detection. In vivo CEST data were collected from three different regions of interest (the lower leg muscle, the olfactory bulb and the neocortex) of eight rats.ResultsThe CEST effect for carnosine, anserine and homocarnosine was characterized in phantoms, demonstrating the possibility to separate individual contributions by employing high spectral resolution (0.005 ppm) and low CEST saturation power (0.15 T). The CEST signature of these peptides was evidenced, in vivo, in the rat brain and skeletal muscle. The presence of carnosine and anserine in the muscle was corroborated by in vivo localized spectroscopy (MRS). However, the sensitivity of MRS was insufficient for carnosine and homocarnosine detection in the brain. The absolute amounts of carnosine and derivatives in the investigated tissues were determined by liquid chromatography–electrospray ionization-tandem mass spectrometry using isotopic dilution standard methods and were in agreement with the CEST results.ConclusionThe robustness of the CEST-linescan approach and the favorable conditions for CEST at ultra-high magnetic field allowed the in vivo CEST MR detection of carnosine and related peptides. This approach could be useful to investigate noninvasively the (patho)-physiological roles of these molecules.
Published: 2022

30. Mechanistic Facets of the Competition between Cross-Coupling and Homocoupling in Supporting Ligand-Free Iron-Mediated Aryl–Aryl Bond Formations

Author: Zhou, Edouard, Chourreu, Pablo, Lefèvre, Nicolas, Ahr, Mathieu, Rousseau, Lidie, Herrero, Christian, Gayon, Eric, Cahiez, Gérard, Lefèvre, Guillaume, Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture (MC), Institute of Chemistry for Life and Health Sciences (iCLeHS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Catalysis, Synthesis of Biomolecules and Sustainable Development (CSB2D), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (ex LCCEF) (LCMCE), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), M2i Development, CNRS (Project IrMaCAR), PSL Research University is thanked in frame of the NIMCOS project., and European Project: ER Stg 852640,DOREMI
Subjects: Cultural Studies, History, Literature and Literary Theory, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract: International audience; In the context of cross-coupling chemistry, the competition between the cross-coupling path itself and the oxidative homocoupling of the nucleophile is a classic issue. In that case, the electrophilic partner acts as a sacrificial oxidant. We investigate in this report the factors governing the cross- versus homocoupling distribution using aryl nucleophiles ArMgBr and (hetero)aryl electrophiles Ar′Cl in the presence of an iron catalyst. When electron-deficient electrophiles are used, a key transient heteroleptic [Ar$_2$Ar′Fe$^{II}$]− complex is formed. DFT calculations show that an asynchronous two-electron reductive elimination follows, which governs the selective evolution of the system toward either a cross- or homocoupling product. Proficiency of the cross-coupling reductive elimination strongly depends on both π-accepting and σ-donating effects of the FeII-ligated Ar′ ring. The reactivity trends discussed in this article rely on two-electron elementary steps, which are in contrast with the usually described tendencies in iron-mediated oxidative homocouplings which involve single-electron transfers. The results are probed by paramagnetic $^1$H NMR spectroscopy, experimental kinetics data, and DFT calculations.
Published: 2022

31. Amorphous-to-crystal transition in the layer-by-layer growth of bivalve shell prisms

Author: Julien Duboisset, Patrick Ferrand, Arthur Baroni, Tilman A. Grünewald, Hamadou Dicko, Olivier Grauby, Jeremie Vidal-Dupiol, Denis Saulnier, Le Moullac Gilles, Martin Rosenthal, Manfred Burghammer, Julius Nouet, Corinne Chevallard, Alain Baronnet, Virginie Chamard, MOSAIC (MOSAIC), Institut FRESNEL (FRESNEL), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Coherent Optical Microscopy and X-rays (COMiX), Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements (IHPE), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF), Géosciences Paris Saclay (GEOPS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and European Project: 724881,H2020,3D-BioMat(2017)
Subjects: Biomineralization, Technology, CALCIUM-CARBONATE, PROTEINS, Materials Science, Biomedical Engineering, 02 engineering and technology, Biochemistry, Calcium Carbonate, Pinna nobilis, Pinctada margaritifera, Biomaterials, 03 medical and health sciences, Engineering, ORGANIC PHASES, Animals, Pinctada, Engineering, Biomedical, Molecular Biology, Mollusk prisms, 030304 developmental biology, Materials Science, Biomaterials, 0303 health sciences, Science & Technology, SPECTROSCOPY, Proteins, LOCALIZATION, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, Bivalvia, PEARL OYSTER, STRUCTURE-PROPERTY RELATIONSHIPS, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Vectorial ptychography, CRYSTALLIZATION, Coherent raman microscopy, Crystallization, 0210 nano-technology, MATRIX, Biotechnology
Abstract: Biomineralization integrates complex physical and chemical processes bio-controlled by the living organisms through ionic concentration regulation and organic molecules production. It allows tuning the structural, optical and mechanical properties of hard tissues during ambient-condition crystallisation, motivating a deeper understanding of the underlying processes. By combining state-of-the-art optical and X-ray microscopy methods, we investigated early-mineralized calcareous units from two bivalve species, Pinctada margaritifera and Pinna nobilis, revealing chemical and crystallographic structural insights. In these calcite units, we observed ring-like structural features correlated with a lack of calcite and an increase of amorphous calcium carbonate and proteins contents. The rings also correspond to a larger crystalline disorder and a larger strain level. Based on these observations, we propose a temporal biomineralization cycle, initiated by the production of an amorphous precursor layer, which further crystallizes with a transition front progressing radially from the unit centre, while the organics are expelled towards the prism edge. Simultaneously, along the shell thickness, the growth occurs following a layer-by-layer mode. These findings open biomimetic perspectives for the design of refined crystalline materials. STATEMENT OF SIGNIFICANCE: Calcareous biominerals are amongst the most present forms of biominerals. They exhibit astonishing structural, optical and mechanical properties while being formed at ambient synthesis conditions from ubiquitous ions, motivating the deep understanding of biomineralization. Here, we unveil the first formation steps involved in the biomineralization cycle of prismatic units of two bivalve species by applying a new multi-modal non-destructive characterization approach, sensitive to chemical and crystalline properties. The observations of structural features in mineralized units of different ages allowed the derivation of a temporal sequence for prism biomineralization, involving an amorphous precursor, a radial crystallisation front and a layer-by-layer sequence. Beyond these chemical and physical findings, the herein introduced multi-modal approach is highly relevant to other biominerals and bio-inspired studies. ispartof: ACTA BIOMATERIALIA vol:142 pages:194-207 ispartof: location:England status: published
Published: 2022

32. Determination of the initial hydrogen isotopic composition of the solar system

Author: J. Aléon, D. Lévy, A. Aléon-Toppani, H. Bureau, H. Khodja, F. Brisset, Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and This work was supported by ATM grants from the Museum National d’Histoire Naturelle and by the French National Program of Planetology PNP INSU/CNRS
Subjects: Meteoritics, Astronomy and Astrophysics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Early solar system, [SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM]
Abstract: International audience; The initial isotopic composition of water in the Solar System is of paramount importance to understanding the origin of water on planetary bodies but remains unknown, despite numerous studies. Here we use the isotopic composition of hydrogen in calcium–aluminium-rich inclusions (CAIs) from primitive meteorites, the oldest Solar System rocks, to establish the hydrogen isotopic composition of water at the onset of Solar System formation. We report the hydrogen isotopic composition of nominally anhydrous minerals from CAI fragments trapped in a once-melted host CAI. Primary minerals have extremely low D/H ratios, with δD values down to −850‰, recording the trapping of nebular hydrogen. Minerals rich in oxidised iron formed before the capture of the fragments record the existence of a nebular gas reservoir with an oxygen fugacity substantially above the solar value and a D/H ratio within 20% of that of the Earth’s oceans. Hydrogen isotopes also correlate with oxygen and nitrogen isotopes, indicating that planetary reservoirs of volatile elements formed within the first 2 × 10$^5$ years of the Solar System, during the main CAI formation epoch. We propose that the isotopic composition of inner Solar System water was established during the collapse of the protosolar cloud core owing to a massive admixture of interstellar water.
Published: 2022

33. Design of concentrated colloidal dispersions of iron oxide nanoparticles in ionic liquids: Structure and thermal stability from 25 to 200 °C

Author: J. C. Riedl, T. Fiuza, Régine Perzynski, Jerome Depeyrot, Mitradeep Sarkar, Emmanuelle Dubois, Fabrice Cousin, Véronique Peyre, Guillaume Mériguet, PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Complex Fluid Group [Brasilia] (CFG), Instituto de Física [Brasilia], Universidade de Brasilia [Brasília] (UnB)-Universidade de Brasilia [Brasília] (UnB), Groupe Diffusion petits angles (GDPA), Laboratoire Léon Brillouin (LLB - UMR 12), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Subjects: Thermogravimetric analysis, Materials science, Small-angle X-ray scattering, Iron oxide, Ionic bonding, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Biomaterials, chemistry.chemical_compound, Colloid and Surface Chemistry, Chemical engineering, chemistry, Dynamic light scattering, Ionic liquid, Bistriflimide, Thermal stability, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], 0210 nano-technology
Abstract: Hypothesis Some of the most promising fields of application of ionic liquid-based colloids imply elevated temperatures. Their careful design and analysis is therefore essential. We assume that tuning the structure of the nanoparticle-ionic liquid interface through its composition can ensure colloidal stability for a wide temperature range, from room temperature up to 200 °C. Experiments The system under study consists of iron oxide nanoparticles (NPs) dispersed in ethylmethylimidazolium bistriflimide (EMIM TFSI). The key parameters of the solid-liquid interface, tuned at room temperature, are the surface charge density and the nature of the counterions. The thermal stability of these nanoparticle dispersions is then analysed on the short and long term up to 200 °C. A multiscale analysis is performed combining dynamic light scattering (DLS), small angle X-ray/neutron scattering (SAXS/SANS) and thermogravimetric analysis (TGA). Findings Following the proposed approach with a careful choice of the species at the solid-liquid interface, ionic liquid-based colloidal dispersions of iron oxide NPs in EMIM TFSI stable over years at room temperature can be obtained, also stable at least over days up to 200 °C and NPs concentrations up to 12 vol% ( ≈ 30 wt%) thanks to few near-surface ionic layers.
Published: 2022

34. Contrasting Networks and Entanglements in Uranyl Ion Complexes with Adipic and trans,trans-Muconic Acids

Author: Pierre Thuéry, Jack Harrowfield, Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (ex LCCEF) (LCMCE), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Palacin, Serge
Subjects: Inorganic Chemistry, [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, [CHIM.CRIS] Chemical Sciences/Cristallography, Physical and Theoretical Chemistry
Abstract: International audience; Adipic (hexane-1,6-dicarboxylic, adpH2) and trans,trans-muconic (trans,trans-hexa-2,4-diene-1,6-dicarboxylic, mucH2) acids have been reacted with uranyl cations under solvo-hydrothermal conditions, yielding nine homo- or heterometallic complexes displaying in their crystal structure the effects of the different flexibility of the ligands. The complexes [PPh4]2[(UO2)2(adp)3] (1) and [Ni(bipy)3][(UO2)2(muc)3]·5H2O (2), where bipy is 2,2′-bipyridine, crystallize as diperiodic networks with the hcb topology, the layers being strongly puckered or quasiplanar, respectively. Whereas [(UO2)2(adp)3Ni(cyclam)]·2H2O (3), where cyclam is 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane, crystallizes as a diperiodic network, [(UO2)2(muc)3Ni(cyclam)]·2H2O (4) is a triperiodic framework in which the NiII cations are introduced as pillars within a uranyl–muc2– framework with the mog topology. [UO2(adp)(HCOO)2Cu(R,S-Me6cyclam)]·2H2O (5), where R,S-Me6cyclam is 7(R),14(S)-5,5,7,12,12,14-hexamethylcyclam, is a diperiodic assembly with the sql topology, and it crystallizes together with [H2NMe2]2[(UO2)2(adp)3] (6), a highly corrugated hcb network with a square-wave profile, which displays 3-fold parallel interpenetration. In contrast, [(UO2)3(muc)2(O)2Cu(R,S-Me6cyclam)] (7) is a diperiodic assembly containing hexanuclear, μ3-oxido-bridged secondary building units which are the nodes of a network with the hxl topology. The two related complexes [PPh3Me]2[(UO2)2(adp)3]·4H2O (8) and [PPh3Me]2[(UO2)2(muc)3]·H2O (9) crystallize as hcb networks, but their different shapes, undulated or quasiplanar, respectively, result in different entanglements, 2-fold parallel interpenetration in 8 and 2-fold inclined 2D → 3D polycatenation in 9.
Published: 2022

35. Additive-free selective methylation of secondary amines with formic acid over a Pd/In2O3 catalyst

Author: Caroline Genre, Idir Benaissa, Timothé Godou, Mathieu Pinault, Thibault Cantat, Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (ex LCCEF) (LCMCE), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Fondation de la Maison de la Chimie (Paris, France), European Project: ERC CoG n°818260 ,ReNewHydrides, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010405 organic chemistry, mental disorders, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Catalysis, 0104 chemical sciences, 3. Good health
Abstract: International audience; Formic acid is used as the sole carbon and hydrogen source in the methylation of aromatic and aliphatic amines to methylamines. The reaction proceeds via a formylation/transfer hydrogenation pathway over a solid Pd/In$_2$O$_3$ catalyst without the need for any additive.
Published: 2022
Full Text: View/download PDF

36. Vibronic effect and influence of aggregation on the photophysics of graphene quantum dots

Author: Thomas Liu, Claire Tonnelé, Shen Zhao, Loïc Rondin, Christine Elias, Daniel Medina-Lopez, Hanako Okuno, Akimitsu Narita, Yannick Chassagneux, Christophe Voisin, Stéphane Campidelli, David Beljonne, Jean-Sébastien Lauret, Laboratoire Lumière, Matière et Interfaces (LuMIn), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Nano Optique et Spectroscopy (NOOS), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), University of Mons [Belgium] (UMONS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Max Planck Institute for Polymer Research, Max-Planck-Gesellschaft, Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université de Mons (UMons), and ANR-19-CE09-0031,GRANAO,Boites quantiques et Nanorubans de Graphene pour l'optique(2019)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Physics::Atomic and Molecular Clusters, [CHIM]Chemical Sciences, Physics::Optics, General Materials Science
Abstract: International audience; Graphene quantum dots, atomically precise nanopieces of graphene, are promising nanoobjects with potential applications in various domains such as photovoltaics, quantum light emitters or bio-imaging. Despite their interesting prospects, precise reports on their photophysical properties remain scarce. Here, we report on a study of the photophysics of C$_{96}$H$_{24}$(C$_{12}$H$_{25}$) graphene quantum dots. A combination of optical studies down to the single molecule level with advanced molecular modeling demonstrates the importance of the coupling to vibrations in the emission process. Optical fingerprints for H-like aggregates are identified. Our combined experimental-theoretical investigations provide a comprehensive description of the light absorption and emission properties of nanographenes, which not only represents an essentiel step towards precise control of sample production, but also paves the way for new exciting physics focused on twisted graphenoid.
Published: 2022

37. Reductive depolymerization of polyesters and polycarbonates with hydroboranes by using a lanthanum(<scp>iii</scp>) tris(amide) catalyst

Author: Marie Kobylarski, Jean-Claude Berthet, Thibault Cantat, Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (ex LCCEF) (LCMCE), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fondation Louis D.–Institut de France, European Project: ERC CoG n°818260 ,ReNewHydrides, ICGC, IUPAC, Palacin, Serge, and Renewable Hydride Donors and Their Utilization in Catalytic Reduction and Deoxygenation Reactions - ReNewHydrides - ERC CoG n°818260 - INCOMING
Subjects: f-element, Polyesters, Chemical depolymerization, Plastic, Catalysis, Polymerization, Coordination Complexes, Lanthanum, Hydroboration, Materials Chemistry, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Boranes, [CHIM.MATE] Chemical Sciences/Material chemistry, Polycarboxylate Cement, Molecular Structure, Metals and Alloys, [CHIM.CATA] Chemical Sciences/Catalysis, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, General Chemistry, [CHIM.COOR] Chemical Sciences/Coordination chemistry, Amides, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Ceramics and Composites, Oxidation-Reduction
Abstract: International audience; The worldwide massive production of plastics (368 Mt per year) and the poor recycling rate of wastes materials make them a scourge for the environmental. Waste storage in landfills and waste incineration are not sustainable solutions, as well as the mechanical recycling which gradually degrades the physical properties of plastic polymers. Chemical recycling, which is the depolymerization of materials into valuable monomers or chemicals, seems to be an appealing route for the future. Currently, well-known solvolysis processes catalyzed by bases, acids and ionic liquids enable the depolymerization of polymers by hydrolysis, aminolysis or transesterification reactions. They offer the recovery of pure monomers useful for the production of new virgin plastics. Recently, the reductive depolymerization processes have appeared as alternative approaches to access new value added products from plastics. The goal is to develop catalytic systems able to selectively cut and reduce polarized bonds (carbon-oxygen and/or carbon-nitrogen) of the polymers to obtain the corresponding monomers (alcohols, amines or hydrocarbons). Such reductive deconstruction methods are scarce and are all based on the use of H$_2$ or hydrosilanes as reductants. The catalytic hydrogenolysis of oxygenated and nitrogenated polymers (polyesters, polyamines and polyurethanes) was reported with Ru(II) and Ir(III) catalysts under high pressures and temperatures, whereas their catalytic hydrosilylations could take place under milder conditions with metal-based catalysts (Ir(III), Zn(II), Mo(VI)) or organocatalysts ([Ph$_3$C][B(C$_6$F$_5$)$_4$] and B(C$_6$F$_5$)$_3$). Hydroboranes as reductants could offer distinct reactivity and selectivity due to their higher hydride donor ability than hydrosilanes and an additional pronounced Lewis acidity. Inspired by the work of T. J. Marks et al., on the reduction of esters, we considered La[N(SiMe$_3$)$_2$]$_3$ as a 4f-catalyst and the pinalcolborane as a hydride donor, for the reductive depolymerization of a wide range of polyesters and polycarbonates.
Published: 2022
Full Text: View/download PDF

38. Nitrogen quantification and tracking during high temperature oxidation in air of titanium using 15N isotopic labelling

Author: V. Optasanu, P. Berger, M.C. Marco de Lucas, M. Khan Rayhan, F. Herbst, N. Geoffroy, O. Heintz, I. Bezverkhyy, S. Chevalier, T. Montesin, L. Lavisse, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Titanium, nitrides, oxidation, General Chemical Engineering, nuclear reaction analysis, N2/O2 diffusion, General Materials Science, General Chemistry, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry
Abstract: International audience; Isotopic labelling was used to track the diffusion of nitrogen during the oxidation of Titanium in air at 700°C. Alternate exposure in 15 N2-labelled air and regular air was used. The nitrogen is mainly located at the oxide/metal interface and forms essentially a nitride phase close to Ti2N. Each nitrogen isotope was quantified by Nuclear Reaction Analysis. Nitrogen quantity doubles between 5 and 20 h, which represents 16 % respectively 12.5 %, of the total mass gains. The nitrogen is partially renewed by both inward and outward diffusion during the oxidation. A model for nitrides migration is proposed.
Published: 2023

39. Rapid laser synthesis of surfactantless tantalum‐based nanomaterials as bifunctional catalysts for direct peroxide–peroxide fuel cells

Author: Xiaoyong Mo, Brigitte Bouchet Fabre, Nathalie Herlin‐Boime, Edmund C. M. Tse, The University of Hong Kong (HKU), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), the National Natural Science Foundation of China, ANR-13-IS09-0003,SNON,Les oxyde-nitrures pour la photoélectrolyse de l'eau par le soleil(2013), and European Project: 862296,SABYDOMA
Subjects: laser pyrolysis, peroxide fuel cells, tantalum nanomaterials, Materials Science (miscellaneous), [INFO]Computer Science [cs], bifunctional catalysis, [MATH]Mathematics [math]
Abstract: International audience; Efficient and durable electrocatalysts are instrumental in enabling nextgeneration fuel cell technologies. At present, expensive precious metals are used as state-of-the-art catalysts. In this report, cost-effective nanosized tantalum-based alternatives are synthesized for the first time via a green and scalable laser pyrolysis method as bifunctional catalysts for direct peroxide-peroxide fuel cells. This rapid laser pyrolysis strategy allows for the production of nanoparticles at a laboratory scale of grams per hour, compatible with a detailed exploration of the functional properties of assynthesized nanoparticles. By varying the precursor ratio between ammonia and tantalum ethanolate, five tantalum-based nanomaterials (TaNOC) are prepared with crystalline phases of Ta$_2$ O$_5$ , Ta$_4$ N$_5$ , Ta$_3$ N$_5$ , and TaN in tunable ratios. Electrochemical studies in neutral and alkaline conditions demonstrate that Ta$_4$ N$_5$ is the active component for both H$_2$ O$_2$ oxidation and reduction. Kinetic isotope effect studies show that protons are involved at or before the rate-determining step. Long-term stability studies indicate that Ta$_3$ N$_5$ grants surfactant-free TaNOC-enhanced longevity during electrocatalytic operations. Taken together, bifunctional TaNOC can act as active and robust electrocatalysts for H$_2$ O$_2$ reduction and oxidation. Laser pyrolysis is envisioned to produce refractory metal nanomaterials with boosted corrosion resistance for energy catalysis.
Published: 2023

40. Reaching the 5% theoretical limit of fluorescent OLEDs with push-pull benzophospholes

Author: Nicolas Ledos, Denis Tondelier, Bernard Geffroy, Denis Jacquemin, Pierre-Antoine Bouit, Muriel Hissler, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces [Palaiseau] (LPICM), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (CEISAM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, and Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)
Subjects: Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, General Chemistry
Abstract: International audience; We report the synthesis and characterization of benzophosphole oxides featuring an ethoxy substituent on the P atom and electro-donating amino groups on the lateral phenyl groups. The optical and redox properties of these compounds are studied experimentally and computationally (TD-DFT). In particular, we show how the nature of the donor allows fine-tuning the internal charge transfer (ICT) and, thus, the optical properties. Considering the intense fluorescence in the solid state (powder or thin film) and the favorable redox and thermal properties, these compounds were introduced in multilayered organic light emitting devices. All compounds display high efficiency and one compound even exhibits an external quantum efficiency (EQE) of 5%, which represents the theoretical limit of the EQE of purely fluorescent emitters. These results highlight the potential of this novel family of fluorophores to develop next generation optoelectronic/photonic devices.
Published: 2023

41. Exfoliation de phases minérales 2D, leurs dépôts en couches minces et applications

Author: Cherni, Lina, Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay, and Jean-Christophe Gabriel
Subjects: Liquid crystal, Dépôt contrôlé, Cristal-liquide, Anionic nanosheets, Controlled deposit, Diffusion des rayons X, Exfoliation, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], X-ray scattering, Nanofeuillets anioniques, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry
Abstract: This thesis is dedicated to the study of a selection of 2D materials formed by negatively charged layers, including phosphatoantimonic acid, bentonite and lamellar aluminophosphates. These materials are chosen for their chemical stability which gives them a wide range of applications. Their syntheses are performed according to known protocols. Their exfoliation in liquid phase allows the study of the structure of their sheets as well as their properties at the nanometric scale. In this thesis, we report the first exfoliation tests of lamellar aluminophosphates in green solvents. Bentonite is a clay that is exfoliated by contact with water. Like clays, phosphatoantimonic acid gives a colloidal suspension in water. The latter is characterized by an acid pH. The study of its neutralization by addition of alkaline bases allowed the discovery of a new behavior of these nanosheets. Our work shows that they can shift from the exfoliated state to a crystalline state. Being exfoliated, these materials are used to develop liquid compositions in the presence of surfactant molecules. The aim is to allow the realization of thin films of nanosheets by a new deposition method developed at CEA. The latter is based on the transfer of nanosheets confined in a water film stabilized by surfactants. The results presented include scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) characterizations of the individual nanosheets and films deposed with this method. This approach allows to obtain deposits of variable and controllable thicknesses, ranging from monolayers to multilayers by adjusting the concentration of nanosheets. Moreover, this approach allows the transfer of thin nanosheet-based films on different types of surfaces, which allows them to be used for different purposes. This is illustrated by our first results for the functionalization of carbon nanotube based sensors as well as the formation of anti-graffiti protection layers.; Cette thèse est dédiée à l'étude d'une sélection de matériaux 2D formés par des couches chargées négativement, notamment l'acide phosphatoantimonique, la bentonite et des aluminophosphates lamellaires. Ces matériaux sont choisis pour leur stabilité chimique qui peut leur conférer un éventail de domaines d'application. Leurs synthèses sont réalisées suivant des protocoles déjà publiés. Leur exfoliation en phase liquide permet l'étude de la structure de leurs feuillets ainsi que de leurs propriétés à l'échelle nanométrique. Dans le cadre de cette thèse, nous rapportons les premiers essais d'exfoliation des aluminophosphates lamellaires dans des solvants verts. La bentonite est une argile dont l'exfoliation se fait par mise en contact de l'eau. Tout comme les argiles, l'acide phosphatoantimonique donne une suspension colloïdale dans l'eau. Cette dernière se caractérise par un pH acide. L'étude de sa neutralisation par ajout de bases alcalines a permis de découvrir un comportement inédit de ces feuillets. Nos travaux montrent que ces derniers arrivent à repasser de leur état exfolié à l'état cristallin. Étant exfoliés, ces matériaux sont utilisés pour développer des compositions liquides en présence de molécules tensioactives. Le but est de permettre la réalisation de films fins de nanofeuillets par une nouvelle méthode de dépôt développée au CEA. Cette dernière est basée sur le transfert des nanofeuillets confinés dans un film d'eau stabilisé par des tensioactifs. Les résultats présentés incluent les caractérisations par des moyens de microscopie électronique à balayage (MEB) et de microscope à force atomique (AFM) des feuillets individuels et des films réalisés à partir de cette méthode de déposition. Cette approche permet d'obtenir des dépôts d'épaisseurs variables et contrôlables, allant de la monocouche à des multicouches en ajustant la concentration des feuillets. De plus, cette approche permet le transfert de films de nanofeuillets sur des surfaces de différentes natures ce qui ouvre de nombreuses perspectives d'utilisation. Ceci est illustré dans cette thèse par nos premiers résultats pour la fonctionnalisation de capteurs à base de nanotubes de carbone ou encore la formation de couche de protection anti-graffiti.
Published: 2023

42. A proteome scale study reveals how plastic surfaces and agitation promote protein aggregation

Author: Marion Schvartz, Florent Saudrais, Stéphanie Devineau, Jean-Christophe Aude, Stéphane Chédin, Céline Henry, Aarón Millán-Oropeza, Thomas Perrault, Laura Pieri, Serge Pin, Yves Boulard, Guillaume Brotons, Jean-Philippe Renault, Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Molécules et Matériaux du Mans (IMMM), Le Mans Université (UM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Biologie Fonctionnelle et Adaptative (BFA (UMR_8251 / U1133)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and ANR-18-IDEX-0001,Université de Paris,Université de Paris(2018)
Subjects: Multidisciplinary, proteome, [SDV]Life Sciences [q-bio], aggregation, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract: Protein aggregation in biotherapeutics can reduce their activity and effectiveness. It may also promote immune reactions responsible for severe adverse effects. The impact of plastic materials on protein destabilization is not totally understood. Here, we propose to deconvolve the effects of material surface, air/liquid interface, and agitation to decipher their respective role in protein destabilization and aggregation. We analyzed the effect of polypropylene, TEFLON, glass and LOBIND surfaces on the stability of purified proteins (bovine serum albumin, hemoglobin and α-synuclein) and on a cell extract composed of 6000 soluble proteins during agitation (P = 0.1–1.2 W/kg). Proteomic analysis revealed that chaperonins, intrinsically disordered proteins and ribosomes were more sensitive to the combined effects of material surfaces and agitation while small metabolic oligomers could be protected in the same conditions. Protein loss observations coupled to Raman microscopy, dynamic light scattering and proteomic allowed us to propose a mechanistic model of protein destabilization by plastics. Our results suggest that protein loss is not primarily due to the nucleation of small aggregates in solution, but to the destabilization of proteins exposed to material surfaces and their subsequent aggregation at the sheared air/liquid interface, an effect that cannot be prevented by using LOBIND tubes. A guidance can be established on how to minimize these adverse effects. Remove one of the components of this combined stress - material, air (even partially), or agitation - and proteins will be preserved.
Published: 2023

43. Journée Métal France 2023: Protection du patrimoine métalliqueEntre efficacité, réversibilité, esthétisme et illusions

Author: Bastardoz, Lise, Amarger, Antoine, Cauvin-Hardy, Clémence, Fays, Marie, Bayle, Marine, Freydefont, Léa, Didelot, Catherine, Loeper-Attia, Marie-Anne, Pagnon, Philippe, Raimon, Aymeric, Azema, Aurelia, Geffroy, Anne-Marie, Meziani, Charlène Pelé, Lob, Silvia, Aubert, Géraldine, Paillaux, Eve, Lecoubet, Louis, Florescu, Michaela, Solon, Anna, Collinet, Annabelle, Bail, Anne Genachte-Le, Tournié, Aurélie, Laik, Barbara, Trigance, Charlotte, Bonnin, Lara, Hermerén, Karin, Silva, Diana Da, Crevat, Stéphane, Golfomitsou, Stavroula, Viviés, Philippe De, Houssin, Paul, Belhadj, Oulfa, Neuner, Monika, Crouzet, Marine, Pullano, Mariateresa, Borin, Malin, Rossetti, Loretta, Caru, Laura, Vié, Jean Thomas, Memet, Jean-Bernard, Baron, Gilles, Dussère, Florence, Nygårds, Eva, Neff, Delphine, Joseph, Édith, Mestrallet, Eliott, Guilminot, Elodie, Canosa, Elyse, Gouillart, Émeline, A-CORROS, Centre de recherche et de restauration des musées de France (C2RMF), Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Musée des Arts décoratifs, Institut national du patrimoine (INP), Fonderie Coubertin, Arc'Antique, Auteur indépendant, Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and DRAC Pays de Loire
Subjects: Restauration, Musées, [SPI]Engineering Sciences [physics], Archéologie, Patrimoine Culturel, Monuments Historiques, [CHIM]Chemical Sciences, Conservation, Métal
Published: 2023

44. Core–Shell Multiwalled Carbon Nanotube/Cobalt Corrole Hybrids for the Oxygen Reduction Reaction

Author: Paul-Gabriel Julliard, Manel Hanana, Laurent Alvarez, Renaud Cornut, Bruno Jousselme, Gabriel Canard, Stéphane Campidelli, Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Laboratoire Charles Coulomb (L2C), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), GDR Mapyro, ANR-14-JTIC-0002,MECANO,Ingenierie moléculaire et assemblages contrôlés de nanoobjets fonctionnels à base de porphyrines(2014), and ANR-10-LABX-0035,Nano-Saclay,Paris-Saclay multidisciplinary Nano-Lab(2010)
Subjects: oxygen reduction reaction, Fuel Technology, cobalt corroles, carbon nanotubes, General Chemical Engineering, Energy Engineering and Power Technology, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry
Abstract: International audience; The development of hybrid nanomaterials that preserve and combine the properties of their constituents is a central issue of nanosciences. Herein, we describe the polymerization via CuAAC (copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition) of cobalt(III) corroles around conductive carbon nanotubes to produce chemically robust hybrid catalysts for Oxygen Reduction Reaction (ORR). A combination of techniques including UV-Vis-NIR absorption, Raman and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) as well as Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to characterize the assembly of the two parts of the functional hybrid system for which the activity and the selectivity toward the ORR process in acidic media are enlightened by a combination of Rotating Disk Electrode (RDE) and Rotating Ring Disk Electrode (RRDE) measurements. The polymerized hybrid (click MWNT-CoCorr) exhibits an overpotential of ca. 230 mV compared to a reference platinum ink; the number of electrons involved in the reduction of oxygen is close to 3 in acidic media demonstrating that the corrole cobalt centers in the hybrids reduce oxygen via a mix of 2 and 4 electrons pathways.
Published: 2023

45. Rapport d'expertise sur une demande d'opération de sondage - Le Thillot - 2023

Author: Disser, Alexandre, IRAMAT - Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (IRAMAT-LAPA), Institut de Recherche sur les Archéomatériaux (IRAMAT), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université d'Orléans (UO)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Archéomatériaux et Prévision de l'Altération (LAPA - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ministère de la culture
Subjects: [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory
Published: 2023

46. Electronic Structure and Magneto-Structural Correlations Study of Cu2UL Trinuclear Schiff Base Complexes: A 3d-5f-3d Case

Author: Samir Meskaldji, Lotfi Belkhiri, Rémi Maurice, Karine Costuas, Boris Le Guennic, Abdou Boucekkine, Michel Ephritikhine, Université frères Mentouri Constantine I (UMC), Ecole Normale Supérieure d'Enseignement Technique (ENSET), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (ex LCCEF) (LCMCE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Algerian PRFU Project [B00L01EN250120220001], French GENCI IDRIS, and GENCI-CINES [2021-080649]
Subjects: [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Physical and Theoretical Chemistry
Abstract: International audience; The magnetic properties of trinuclear Schiff base complexes M2AnLi (MII = Zn, Cu; AnIV = Th, U; Li = Schiff base; i = 1-4, 6, 7, 9), exhibiting the [M(mu-O)2]2U core structure with adjacent M1 center dot center dot center dot U and M2 center dot center dot center dot U and next-adjacent M1 center dot center dot center dot M2 interactions, featuring 3d-5f-3d subsystems, have been investigated theoretically using relativistic ZORA/B3LYP computations com-bined with the broken symmetry (BS) approach. Bond order and natural population analyses reveal that the covalent contribution to the bonding within the Cu-O-U coordination is important thus favoring superexchange coupling between the transition metal and the uranium magnetic centers. The calculated coupling constants JCuU between the Cu and U atoms, agree with the observed shift from the antiferromagnetic (AF) character of the L1,2,3,4 complexes to the ferromagnetic (ferro) of the L6,7,9 ones. The structural parameters, i.e., the Cu center dot center dot center dot U distances and the Cu-O-U angles, as well as the electronic factors driving the magnetic couplings are discussed. The analyses are supported by the study of the mixed ZnCuULi and Cu2ThLi systems, where in the first complex the CuII(3d9) ion is replaced by the diamagnetic ZnII (3d10) one, whereas in the second complex the UIV (5f2) paramagnetic center is replaced by the diamagnetic ThIV (5f0) one.
Published: 2023

47. Triple-armed aliphatic tricarboxylic acids as sources of ligands for uranyl ion: influence of bridgehead functionalization

Author: Thuéry, Pierre, Atoini, Youssef, Harrowfield, Jack, CEA- Saclay (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (ex LCCEF) (LCMCE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Technische Universität München = Technical University of Munich (TUM), Institut de Science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, [CHIM.RADIO]Chemical Sciences/Radiochemistry
Abstract: International audience; The two triple-armed species tris(2-carboxyethyl)nitromethane (H3tcenm) and tris(2-carboxyethyl)phosphine (H3tcep) have been used to synthesize seven uranyl ion complexes under (solvo)-hydrothermal conditions and in the presence of various structure-directing cations. The three carboxylate groups chelate three different cations and the nitro group is uncoordinated in [H2NMe2][UO2(tcenm)].3H2O (1), [C(NH2)3][UO2(tcenm)].0.5H2O (2) and [PPh3Me][UO2(tcenm)] (3), which crystallize as diperiodic coordination polymers with the hcb topology and minor variations in shape depending on the counterion. The two isomorphous complexes [UO2(tcenm)M(bipy)2][UO2(tcenm)].3H2O, with M = Ni (4) or Cu (5) and bipy = 2,2ʹ-bipyridine, display the same arrangement, with a M(bipy)22+ group bridging two adjoining carboxylate donors in one uranyl equatorial plane. [(UO2)2(tcenm)2Cu(R,S-Me6cyclam)].2H2O (6), where R,S-Me6cyclam = 7(R),14(S)-5,5,7,12,12,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane, is the only triperiodic framework in the series, with the tcs topology resulting from CuII pillaring diperiodic, uranyl-based sql networks. H3tcep is oxidized in situ to give the phosphine oxide H3tcepo, which is partially deprotonated in [UO2(Htcepo)] (7); the phosphine oxide and the two carboxylate groups are coordinated, and the diperiodic, three-dimensional network formed has the point symbol {66} and the vertex symbol 62·62·63·66·64·64, with the rings involved in Hopf links formation. Only complexes 3 and 7 are significantly emissive in the solid state, with photoluminescence quantum yields of 9%, and the emission maxima positions are in agreement with the number of uranyl equatorial donors.
Published: 2023

48. Urban mining of unexploited spent critical metals from E-waste made possible using advanced sorting

Author: Nicolas M. Charpentier, Ange A. Maurice, Dong Xia, Wen-Jie Li, Chang-Sian Chua, Andrea Brambilla, Jean-Christophe P. Gabriel, School of Materials Science and Engineering, Energy Research Institute @ NTU (ERI@N), Nanayang Technological University (NTU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Singapore-CEA Alliance for Research in Circular Economy (SCARCE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Energy Research Institute @ NTU (ERI@N), Nanyang Technological University [Singapour]-Nanyang Technological University [Singapour], National Research Foundation, Singapore & the National Environment Agency, Singapore: USS-IF-2018-4 CTRL-2022-1D-01, and ANR : Projet REVIWEEE du PEPR (programmes et équipements prioritaires de recherche) « Recyclabilité, recyclage et réincorporation de matériaux recyclés » du 4e Programme d'investissements d'avenir.
Subjects: Economics and Econometrics, Environmental engineering::Waste management [Engineering], Multi-energy X-ray Transmission, hyperspectral imaging, Computer science and engineering::Computing methodologies::Artificial intelligence [Engineering], waste management, Recycling, Waste PCBs, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Waste Management and Disposal, computer vision, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: The growing number of electronic devices has led to a surge in e-waste, making efficient recycling essential to reduce environmental impact and recover valuable metals. However, traditional recycling methods struggle to extract them due to their low concentrations in e-waste. Here, we developed a system to sort electronic components from printed circuit boards by elemental composition. It combines a convolutional neural network-based optical recognition with multi-energy X-ray transmission spectroscopy, demonstrating up to 96.9% accuracy in controlled conditions. Hence, with elemental enrichments by up to 10,000 for targeted elements, this method renders economically viable the recovery of previously unrecycled critical metals by enriching sorting bags in precious, semi-precious, refractory (Ta, Nb), transition (Co, Cr, Mn, Ni, Zn, Ga, Bi, etc.) or other (In, Sn, Sb) metals. These findings demonstrate the promising applications of this technology in mitigating the environ-mental impact of e-waste and promoting the sustainable recovery of valuable metals. National Environmental Agency (NEA) National Research Foundation (NRF) Submitted/Accepted version All authors acknowledge financial support from SCARCE project, which is supported by the National Research Foundation, Singapore, and the National Environment Agency, Singapore under its Closing the Waste Loop R&D Initiative (Award No. USS-IF-2018-4) and Closing the Resource Loop Funding Initiative (Award No. CTRL-2022-1D-01). NC acknowledges financial support (salary) in 2023 by the REVIWEEE project grant managed by the French National Research Agency (ANR) under the France 2030 programme, award No. ANR-22-PERE-0009.
Published: 2023

49. Cooling Dynamics of Individual Gold Nanodisks Deposited on Thick Substrates and Nanometric Membranes

Author: Panais, Clément, Rouxel, Romain, Lascoux, Noëlle, Marguet, Sylvie, Maioli, Paolo, Banfi, Francesco, Vallée, Fabrice, del Fatti, Natalia, Crut, Aurélien, Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-20-CE30-0016,ULTRASINGLE,Transferts d'énergie ultrarapide dans les nano-objets individuels(2020)
Subjects: membranes, nanoparticles, nanoscale heat transfer, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], gold
Abstract: International audience; The cooling dynamics of individual gold nanodisks synthesized using colloidal chemistry and deposited on solid substrates with different compositions and thicknesses were investigated using optical time-resolved spectroscopy and finite-element modeling. Experiments demonstrate a strong substrate-dependence of these cooling dynamics, which require the combination of heat transfer at the nanodisk/substrate interface and heat diffusion in the substrate. In the case of nanodisks deposited on a thick sapphire substrate, the dynamics are found to be mostly limited by the thermal resistance of the gold-sapphire interface, for which a value similar to that obtained in the context of previous experiments on sapphire-supported single gold nanodisks produced by electron beam lithography is deduced. In contrast, the cooling dynamics of nanodisks supported by nanometric silica and silicon nitride membranes are much slower and largely affected by heat diffusion in the membranes, whose efficiency is strongly reduced as compared to the thick sapphire case.
Published: 2023

50. Simultaneous intercalation of lithium, potassium and strontium into graphite in molten salts medium

Author: Inass El Hajj, Lucie Speyer, Sébastien Cahen, Pascal Berger, Ghouti Medjahdi, Philippe Lagrange, Claire Hérold, Institut Jean Lamour (IJL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etudes des Eléments Légers (LEEL - UMR 3685), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Inorganic Chemistry, Graphite intercalation compound, XRD, molten salts, nuclear microprobe, Materials Chemistry, Ceramics and Composites, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Physical and Theoretical Chemistry, alkaline-earth metal, Condensed Matter Physics, 2D materials, Electronic, Optical and Magnetic Materials
Abstract: The LiCl-KCl molten salts method has been used in order to intercalate strontium into graphite. Combination of X-Ray Diffraction (XRD) experiments and ion beam analyses attests the obtaining of a monophasic sample. Its chemical composition corresponds to the Li 0.2 K 0.6 Sr 0.4 C 6 formula, revealing the synthesis of a quaternary Graphite Intercalation Compound (GIC), in agreement with the high repeat distance of 640 pm determined from its 00 l XRD and with the 1D electronic density profile. The very high-quality data obtained by hk 0 diffraction and rotating crystal method lead to a 2D organization of the intercalated sheet described by a large hexagonal unit cell containing 78 carbon atoms. Such quaternary phase including simultaneously alkali and alkaline-earth metals is unique and can only be prepared from molten salts method, opening new perspectives concerning graphite-based two-dimensional materials.
Published: 2023

Catalog

Books, media, physical & digital resources

See catalog results

Searchworks

Select search scope, currently: Articles Catalog books, media & more in Jio Institute collections Articles journal articles & other e-resources

Search

Search Constraints

Refine your results

Search Limiters

Topic

Publication Year Range

Language

Journal

Database

Publisher

4,062 results on '"Institut Rayonnement Matière de Saclay ( IRAMIS )"'

Search Results

Catalog

Select search scope, currently: Articles

Catalog

books, media & more in Jio Institute collections

Articles

journal articles & other e-resources