PROGRAMMES DES UNITES D’ENSEIGNEMENT ET INTERVENANTS DANS LES ELEMENTS CONSTITUTIFS

L’anglais est devenu la langue commune de la science. 70 % de toute la littérature (livres, revues périodiques) est édité en anglais. En outre, l’anglais est la langue officielle de la plupart des congrès et des réunions scientifiques. Sa connaissance est devenue indispensable pour quiconque se destine à une carrière scientifique. Les cours de langues sont dispensés par le Département de Langues du centre d’Orsay, en liaison avec le Département Chimie. Celui-ci propose, chaque année, des noms de collègues anglophones (Professeurs invités, chercheurs post-doctoraux, …), susceptibles d’animer des séances de travail en anglais. Les cours d’anglais sont axés sur l’expression et la compréhension orales, ainsi que l’acquisition des automatismes qui facilitent la compréhension et la rédaction écrites. En pratique, les cours ont pour objet de consolider les bases linguistiques au moyen d’exercices structuraux, de développer les techniques orales à l’aide de documents audiovisuels traitant de questions scientifiques, et de prolonger, avec des articles brefs sur ces mêmes sujets, des discussions – débats afin de susciter l’esprit de synthèse dans la langue étrangère.Les surfaces et interfaces sont omniprésentes dans notre environnement et de très nombreux phénomènes d’une importance considérable sont liés aux propriétés de ces interfaces. On peut en particulier évoquer les phénomènes de corrosion, d’adhésion, de mouillabilité, de catalyse, de communication cellulaire, etc….

L’étude des propriétés physiques et chimiques spécifique des surfaces a ainsi connu un essor considérable ces vingt dernières années. Ceci a permis le développement d’un ensemble de méthodes fiables et reproductibles permettant le greffage contrôlé et spécifique sur une surface d’à-peu-près n’importe quel objet (molécules, nanoparticules, matériaux inorganiques…). Ces dernières années, ces travaux ont conduit à des avancées significatives dans le domaine des nanosciences, tant du point de vue fondamental qu’appliqué. D’un point de vue fondamental, le greffage contrôlé de nanoobjets (molécules, nanoparticules…) sur une surface constitue par exemple un moyen simple d’individualiser cet objet en permettant de contrôler son environnement immédiat. Ceci a ouvert la voie à l’étude des propriétés physiques de nanoobjets individuels, domaine en plein essor à l’heure actuelle (électronique moléculaire, sources de photons uniques pour la cryptographie, capteurs…). D’un point de vue plus appliqué, la plupart des dispositifs électroniques sont réalisés en géométrie planaire (c-a-d construits sur une surface), en particulier dans le domaine du stockage de l’information. On conçoit donc qu le contrôle des interactions entre une surface d’un type donné et les composants actifs (nanoparticules, molécules…) constitue un pré requis pour la construction de systèmes fonctionnels.

Par ailleurs, les outils de la chimie des surfaces permettent la fixation contrôlée de ces nanobjets sur un substrat en utilisant des interactions très spécifiques et relativement fortes. Il est dès lors possible de manipuler les nanoobjets d’intérêt à partir de solutions et à température ambiante, ce qui permet la manipulation de systèmes relativement fragiles tels que des biomolécules. Au cours de ce module, les principales techniques de fonctionnalisation des surfaces seront présentées, regroupées en quelques grandes catégories. Un accent particulier sera mis sur l’importance des phénomènes d’auto-assemblage pour la réalisation de films monomoléculaires. Cette présentation sera illustrée d’exemples illustrant les principales applications dans le domaine des nanosciences, en particulier pour la réalisation de dispositifs fonctionnels. Une présentation des outils de caractérisation spécifiques à la chimie des surfaces sera également réaliséeLes solides poreux sont devenus au fil du temps des matériaux stratégiques pour les pays industrialisés dans les domaines de la pétrochimie, de la chimie fine, de la catalyse et de l’adsorption des gaz. Ces matériaux tridimensionnels sont en effet les seuls à posséder une triple caractéristique : ils possèdent à la fois un squelette, bien sûr des pores réguliers à l’échelle nanométrique et enfin une surface spécifique interne utilisée en catalyse et en séparation de gaz.

La nouvelle famille des solides poreux hybrides a vu le jour en 1990. À l’inverse des solides poreux inorganiques dont le squelette ne comportait que des entités inorganiques (silicates, aluminates, phosphates de métaux d’abord diamagnétiques puis magnétiques, le squelette des solides poreux hybrides est constitué de parties organiques (essentiellement des carboxylates, des phosphonates et des sulfonates) et inorganiques (métaux, clusters, chaînes…) liées entre elles exclusivement par des liaisons fortes, ce qui les différencie de la chimie supramoléculaire. La modularité quasi-infinie de la partie organique en particulier autorise une grande diversité dans les tailles, les formes et les fonctionnalités de ces nouveaux solides, les parties inorganiques étant par contre responsables des propriétés physiques de ces nouveaux matériaux (conductivité, magnétisme, luminescence…). Les caractéristiques structurales de ces nouveaux solides en font une classe très prometteuse de matériaux multifonctionnels qui trouvent déjà de nombreuses applications. Certains d’entre eux font déjà l’objet de productions industrielles dans les domaines concernés par les problèmes sociétaux actuels (énergie, développement durable, santé…).