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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
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4. Perspectives
Entrés dans la seconde décennie de leur étude détaillée, les liquides ioniques magnétiques commencent à faire leurs preuves, tant pour la recherche fondamentale que pour les applications. Il est intéressant de noter une grande interdisciplinarité mettant en jeu des domaines ou thématiques comme la chimie synthétique, la chimie physique, le magnétisme moléculaire, la microfluidique, la chimie analytique, la catalyse et les techniques de séparation. La collaboration soutenue entre chimistes, physiciens et ingénieurs devrait permettre d’envisager de nouvelles applications basées sur la plurifonctionnalité des LIM.
Notons qu’une autre voie de recherche est située au croisement des LI et de cristaux liquides, menant au domaine des Cristaux Liquides Ioniques (CLI) . Ce sont des liquides ioniques formés d’ions capables de s’organiser en mésophases comme les cristaux liquides classiques. Une sous-famille des CLI, incorporant des ions magnétiques, est celle des cristaux Liquides Ioniques Magnétiques (CLIM). Le premier CLIM a été décrit assez tôt et une petite série d’études relativement récente a été consacrée aux CLIM ...
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Perspectives
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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