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RÉSUMÉ
Les propriétés magnétiques des matériaux sont exploitées dans de nombreuses applications : des plus classiques, composants électromécaniques, enregistrement magnétique, aux plus élaborées et futuristes, comme la réfrigération magnétique ou l'électronique de spin. Cet article introduit a notion de Liquide Ionique (LI) avec son extension aux composés incorporant des ions magnétiques (LIM). Une revue des LIM synthétisés à ce jour est présentée, avec leurs principales propriétés physicochimiques, suivie d'une présentation des applications existantes, avec quelques perspectives pour leur étude et utilisation futures.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Athanassios K. BOUDALIS : Boursier Marie Curie à l’Institut de chimie de Strasbourg, Institut de chimie de Strasbourg, Université de Strasbourg – CNRS UMR-7177, Strasbourg, France
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Philippe TUREK : Professeur à l’Université de Strasbourg, Institut de chimie de Strasbourg, Université de Strasbourg – CNRS UMR-7177, Strasbourg, France
INTRODUCTION
La grande variété des matériaux magnétiques et de leurs domaines d’applications en fait la source d’une importante activité industrielle et économique. Celle-ci était estimée en 2015 à plus de 83 milliards d’euros à l’horizon 2020. Les domaines d’application les plus importants relèvent de la production et de la distribution du courant électrique, y compris pour les nouvelles sources d’énergie, comme l’éolien. Par ailleurs, la récente révolution des nanosciences et des nanotechnologies a promu des propriétés magnétiques originales observées pour des matériaux de dimension nanométrique, comme la magnétorésistance géante et la naissance de l’électronique de spin, qui ont révolutionné l’enregistrement magnétique (Albert Fert et Peter Grünberg, prix Nobel 2007). Bien que la plupart des domaines d’applications reposent sur l’utilisation de matériaux solides, comme les métaux de transition et de terres rares et leurs alliages, les céramiques oxydes, la préparation de solutions fluides de complexes paramagnétiques ou de suspensions de nanoparticules superparamagnétiques constitue un bon compromis entre forme physique et comportement magnétique dans certains cas. Dans une approche alternative, la chimie des nanoaimants moléculaires, croisée avec la chimie des liquides ioniques, constitue une voie vers des matériaux magnétiques moléculaires liquides et purs. Les possibilités qu’offre la chimie moléculaire de synthèse permettent en outre de moduler des paramètres essentiels pour les applications, comme par exemple la plage d’utilisation avec une ingénierie du point de fusion.
Cet article présente l’état de l’art pour de tels liquides ioniques magnétiques. Après un rappel visant principalement à situer les matériaux magnétiques moléculaires, les méthodes de synthèse, les propriétés physicochimiques, les applications présentes et à venir des liquides ioniques magnétiques sont décrites.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles et des symboles utilisés.
Domaine : Matériaux plurifonctionnels
Degré de diffusion de la technologie : Émergence
Technologies impliquées : Extraction/séparation, catalyse, aimants et leurs applications
Contact : [email protected]
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Présentation
Liquides ioniques magnétiques
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2. Nanoaimants moléculaires
2.1 Définition et synthèse
Bien qu’il n’y ait pas de définition formelle des Nanoaimants Moléculaires (NM) , matériaux de taille nanométrique, il existe un consensus général sur les caractéristiques qui les distinguent des aimants classiques et des nanoparticules magnétiques :
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leurs composants de base sont moléculaires, ce sont soit des complexes métalliques (inorganiques, métallo-organiques ou organométalliques), soit des radicaux organiques, soit une combinaison. Leur composition peut donc varier de purement inorganique à purement organique ;
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leur élaboration est basée sur des méthodes chimiques « bottom-up » en solution, à relativement basse température et à pression atmosphérique. Bien que les méthodes solvothermales aient élargi la fenêtre synthétique en termes de température et pression, elles restent bien douces par rapport aux conditions métallurgiques souvent utilisées pour la préparation des aimants classiques ;
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bien qu’ils puissent être de diverses dimensionnalités, de 0D à 3D, la plupart de leurs comportements caractéristiques sont observés à basse dimension ; par exemple, des complexes mono- ou polynucléaires considérés comme des objets ponctuels (0D) présentent une riche variété de comportements, comme ferromagnétisme, antiferromagnétisme, magnétisme à molécule unique, frustration de spin, transition de spin, etc. Tous ces comportements sont observés à l’échelle de la molécule, c’est-à-dire en l’absence d’interactions de longue portée.
2.2 Propriétés générales et multifonctionnalité
En tant que matériaux moléculaires, les NM sont dotés de diverses propriétés qui ne sont pas nécessairement liées à leurs propriétés...
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Nanoaimants moléculaires
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LIVINGSTON (J.D.) - The history of permanent-magnet materials. - JOM, 42, p. 30 (1990).
-
(2) - PAPELL (S.S.) - Low viscosity magnetic fluid obtained by the colloidal suspension of magnetic particles. - US3215572A (1965).
-
(3) - SHERRY (A.D.), CARAVAN (P.), LENKINSKI (R.E.) - Primer on gadolinium chemistry. - J. Magn. Reson. Imaging, 30, p. 1240 (2009).
-
(4) - MILOSEVIC (I.), MOTTE (L.), MAZALEYRAT (F.) - Ferrofluides – Nanoparticules superparamagnétiques. - [N 4 590] (2011).
-
(5) - GATTESCHI (D.), SESSOLI (R.), VILLAIN (J.) - Molecular nanomagnets. - Oxford University Press, Oxford, New York (2006).
-
(6) - CANO (R.), MACKEY (K.), MCGLACKEN (G.P.) - Recent advances in manganese-catalysed C—H activation: scope and mechanism. - Catal....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Iolitec https://iolitec.de
Koei Chemical Company https://www.koeichem.com
TCI Chemicals https://www.tcichemicals.com
Solvionic http://en.solvionic.com/
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Groupement de Recherche Liquides Ioniques et PolymèreS (LIPS) CNRS #3585 http://gdr-lips.cnrs.fr
HAUT DE PAGE
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1/ Quiz d'entraînement
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2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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