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Sous éclairage UV, ces nanocristaux colloïdaux émettent une lumière de fluorescence dont la « couleur » est fonction de la taille des particules. Ces matériaux innovants peuvent par exemple servir au marquage biologique ou intervenir dans la fabrication de cellules photovoltaïques.
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- Version courante de avr. 2015 par Peter REISS, Frédéric CHANDEZON
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Contexte4. Applications
4.1 Fonctionnalisation des nanocristaux
La couche de ligands entourant les nanocristaux assure leur compatibilité avec le milieu environnant et leur stabilisation sous forme colloïdale : elle détermine ainsi leur « solubilité ». Les nanocristaux issus des synthèses en milieu aqueux (méthode 1.1) sont hydrophiles. Ceux provenant des synthèses dans des solvants organiques (méthodes 2.1 et 2.2) sont hydrophobes. La chaîne externe des ligands détermine par ailleurs la réactivité chimique des nanocristaux. Les ligands issus des synthèses citées ci-avant n'ont pas de fonctions chimiques permettant le greffage des nanocristaux à d'autres nano-objets (molécules, biomolécules, polymères, nanotubes...). Il est donc nécessaire de modifier la couche de ligands pour obtenir la fonctionnalité chimique adaptée à l'application envisagée : c'est la fonctionnalisation. Un exemple important consiste à rendre hydrophiles les nanocristaux hydrophobes issus des synthèses 2.1 et 2.2 pour des applications de marquage fluorescent en biologie.
Plusieurs approches de fonctionnalisation sont actuellement développées.
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Échange des ligands par d'autres ligands bifonctionnels X-Y-Z : X est la fonction d'ancrage à la surface du nanocristal, Y un bras espaceur (chaîne alkyl, aryl...) et Z une fonctionnalité chimique . La fonction d'ancrage X la plus courante pour les nanocristaux de semi-conducteurs est la fonction thiol (—SH). Pour le groupement Z, des fonctions courantes sont les fonctions carboxyle (—COOH) ou amine (—NH2) pour la dispersion en milieu aqueux et/ou le greffage, en particulier à des biomolécules. Cette approche de fonctionnalisation est la plus directe et fut la première développée ...
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