Amphithéâtre Guillaume Budé, Site Marcelin Berthelot
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Le panorama historique décrit dans le cadre du cours précédent démontre que les matériaux hybrides à structures lamellaires ou constituées de tunnels ont souvent été parmi les précurseurs de nanocomposites performants. En effet, les matériaux hybrides de cette famille ont été conçus et mis en forme très tôt, aussi bien lors d’utilisations très anciennes telles que les pigments maya (bleu maya) et les céramiques chinoises appelées « coquille d’œuf », porcelaines caractérisées par leur extrême finesse, qu’au travers de nombreux développements industriels débutés dans la seconde moitié du XXe siècle ou de travaux académiques réalisés dès la fin des années 1950 par la communauté scientifique étudiant les argiles. Les propriétés physico-chimiques de ces composés et leur faible coût ont entraîné un fort développement industriel dans de multiples domaines dont ceux associés aux fluides spéciaux (forage, raffinage, peintures), la catalyse, l’automobile (renfort, allègement), l’emballage (effet barrière, allègement), la construction (liants et ciments), les articles de sport, les textiles (retardateurs de flamme), l’agronomie (vecteurs et réservoirs) et la cosmétique.

Pour l’ensemble de ces raisons historiques, scientifiques et économiques, il nous semblait judicieux de décrire et de discuter plus en profondeur et dès les premiers cours les concepts et travaux qui sous-tendent les grandes avancées concernant les matériaux hybrides lamellaires.

Les matériaux lamellaires hybrides sont constitués de feuillets minéraux entre lesquels sont insérées, intégrées ou greffées des composantes organiques ou biologiques. Les propriétés de ces composés hybrides dépendent de la cohésion des feuillets minéraux et de leurs possibilités de modification par hybridation, exfoliation, reconstruction, etc. Les stratégies d’hybridation doivent être ajustées en fonction, d’une part, de la structure et de la composition chimique des feuillets minéraux et de leur charge électrostatique, et d’autre part de la nature des espèces organiques insérées et de leur mode d’association.