Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM)

Pastille de nitrure de bore et de zéolithe pour la production de la lumière blanche. Après de nombreuses étapes de fabrication, cette pastille de 3 mm de diamètre est récupérée. Elle est ensuite cassée et les cristaux de composite obtenus sont mis dans de la résine pour être polis. Le résultat est vérifié au microscope pour s’assurer des bonnes caractéristiques du matériau. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du nitrure de bore dans de la zéolithe pour élaborer un prototype de LED (…

Ajout de borazane aux cristaux de zéolithe précédemment élaborés dans une pastilleuse. Ces manipulations s'effectuent dans une boîte à gant sous atmosphère d’argon afin d’éviter les contaminations (oxygène, humidité). Le mélange est pressé dans la pastilleuse sous une force de 2 tonnes afin de former une pastille de borazane et de zéolithe. Le borazane est notamment composé d’atomes d’hydrogène, qui doivent être soustraits pour créer un polymère de nitrure de bore. Pour cela, la pastille subira…

Réacteur dans lequel sont placés les composants servant à la création l’élaboration des cristaux de zéolithe, placé dans un autoclave. Cet instrument, telle une cocotte-minute, permet d'obtenir la température et la pression nécessaire pour former la zéolithe. L'autoclave est lui-même placé dans une étuve, dont la température est réglée à 200 °C, où il peut rester jusqu’à deux semaines. Les paramètres (durée et température) sont optimisés afin de produire des cristaux de zéolithe avec les…

Pressage à chaud d’une pastille de borazane et de zéolithe. Le borazane est notamment composé d’atomes d’hydrogène, qui doivent être soustraits pour créer un polymère de nitrure de bore. Pour cela, la pastille est placée dans une enceinte hermétique sous vide, elle-même placée dans une presse sous une charge de 5 tonnes pendant 10 minutes et chauffée à 200 °C. Le pressage à chaud fait réagir le borazane et permet de polymériser les molécules en libérant l’hydrogène. L'objectif du projet…

Évaluation des cristaux de zéolithes au microscope. En fonction des paramètres de synthèse, les cristaux micrométriques de zéolithe n’ont pas tous les mêmes caractéristiques. Les différents échantillons de poudre de zéolithes sont donc observés et évalués au microscope afin d’obtenir le meilleur matériau (taille, aspect). La synthèse de la zéolithe (matériau poreux inorganique) est une première étape dans l’élaboration la création des composites nitrure de bore et zéolithes. L'objectif du…

Installation d'une pastille de borazane et de zéolithe dans une presse chauffante. Le borazane est notamment composé d’atomes d’hydrogène, qui doivent être soustraits pour créer un polymère de nitrure de bore. Pour cela, la pastille est placée dans une enceinte hermétique sous vide, elle-même placée dans une presse sous une charge de 5 tonnes pendant 10 minutes et chauffée à 200 °C. Le pressage à chaud fait réagir le borazane et permet de polymériser les molécules en libérant l’hydrogène. L…

Filtration sous vide réalisée pour séparer et récupérer les zéolithes de la suspension. Les zéolithes ont été synthétisés à partir d'un mélange de précurseurs passé à l'autoclave, sorte de cocotte-minute qui permet d'apporter la température et la pression nécessaires à leur formation. Pour récupérer les cristaux de zéolithes formés, l'autoclave est ouvert sous une hotte. La synthèse de la zéolithe (matériau poreux inorganique) est une première étape dans l’élaboration des composites nitrure de…

Récupération d’une pastille de nitrure de bore et de zéolithe, sous atmosphère d’argon. Le nitrure de bore, recherché pour ses propriétés optiques intéressantes, s'est formé après la polymérisation de l'échantillon sous une presse chauffante. La pastille est ensuite récupérée et placée dans un tube qui subira une pyrolyse sous vide dans un four à 1150 °C afin d’éliminer tous les restes d’atomes d’hydrogène et obtenir ainsi le composite souhaité. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du…

Mélange sous hotte de précurseurs, dont de la silice fumée, pour synthétiser des zéolithes (matériau poreux inorganique). C'est la première étape dans l’élaboration de composites nitrure de bore et zéolithes. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du nitrure de bore dans de la zéolithe pour élaborer un prototype de LED ("Light emitting diode") qui, avec des phosphores conventionnels, permet de produire de la lumière blanche avec une très faible consommation d'énergie. Ce composite à…

Installation d'une pastille de borazane et de zéolithe dans une presse chauffante. Le borazane est notamment composé d’atomes d’hydrogène, qui doivent être soustraits pour créer un polymère de nitrure de bore. Pour cela, la pastille est placée dans une enceinte hermétique sous vide, elle-même placée dans une presse sous une charge de 5 tonnes pendant 10 minutes et chauffée à 200 °C. Le pressage à chaud fait réagir le borazane et permet de polymériser les molécules en libérant l’hydrogène. L…

Filtration sous vide réalisée pour séparer et récupérer les zéolithes de la suspension. Les zéolithes ont été synthétisés à partir d'un mélange de précurseurs passé à l'autoclave, sorte de cocotte-minute qui permet d'apporter la température et la pression nécessaires à leur formation. Pour récupérer les cristaux de zéolithes formés, l'autoclave est ouvert sous une hotte. La synthèse de la zéolithe (matériau poreux inorganique) est une première étape dans l’élaboration des composites nitrure de…

Pyrolyse sous vide pour obtenir un composite de nitrure de bore et de zéolithe. Le nitrure de bore, recherché pour ses propriétés optiques intéressantes, s'est formé après la polymérisation de l'échantillon sous une presse chauffante. La pastille de 3 mm de diamètre est ensuite récupérée et placée dans un tube en verre pour subir une pyrolyse sous vide dans un four à 1150 °C pendant 30 minutes à une heure. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du nitrure de bore dans de la zéolithe…

Ajout de borazane aux cristaux de zéolithe précédemment élaborés dans une pastilleuse. Ces manipulations s'effectuent dans une boîte à gant sous atmosphère d’argon afin d’éviter les contaminations (oxygène, humidité). Le mélange est pressé dans la pastilleuse sous une force de 2 tonnes afin de former une pastille de borazane et de zéolithe. Le borazane est notamment composé d’atomes d’hydrogène, qui doivent être soustraits pour créer un polymère de nitrure de bore. Pour cela, la pastille subira…

Réacteur dans lequel sont placés les composants servant à la création l’élaboration des cristaux de zéolithe, placé dans un autoclave. Cet instrument, telle une cocotte-minute, permet d'obtenir la température et la pression nécessaire pour former la zéolithe. L'autoclave est lui-même placé dans une étuve, dont la température est réglée à 200 °C, où il peut rester jusqu’à deux semaines. Les paramètres (durée et température) sont optimisés afin de produire des cristaux de zéolithe avec les…

Installation d'une pastille de borazane et de zéolithe dans une presse chauffante. Le borazane est notamment composé d’atomes d’hydrogène, qui doivent être soustraits pour créer un polymère de nitrure de bore. Pour cela, la pastille est placée dans une enceinte hermétique sous vide, elle-même placée dans une presse sous une charge de 5 tonnes pendant 10 minutes et chauffée à 200 °C. Le pressage à chaud fait réagir le borazane et permet de polymériser les molécules en libérant l’hydrogène. L…

Mise en place de cristaux de zéolithe dans une pastilleuse afin d'y ajouter des molécules de borazane. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du nitrure de bore dans de la zéolithe pour élaborer un prototype de LED ("Light emitting diode") qui, avec des phosphores conventionnels, permet de produire de la lumière blanche avec une très faible consommation d'énergie. Ce composite à pour caractéristique d'émettre dans l'ultraviolet profond sans émettre dans le bleu du spectre lumineux…

Pyrolyse sous vide pour obtenir un composite de nitrure de bore et de zéolithe. Le nitrure de bore, recherché pour ses propriétés optiques intéressantes, s'est formé après la polymérisation de l'échantillon sous une presse chauffante. La pastille de 3 mm de diamètre est ensuite récupérée et placée dans un tube en verre pour subir une pyrolyse sous vide dans un four à 1150 °C pendant 30 minutes à une heure. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du nitrure de bore dans de la zéolithe…

Ajout de borazane aux cristaux de zéolithe précédemment élaborés dans une pastilleuse. Ces manipulations s'effectuent dans une boîte à gant sous atmosphère d’argon afin d’éviter les contaminations (oxygène, humidité). Le mélange est pressé dans la pastilleuse sous une force de 2 tonnes afin de former une pastille de borazane et de zéolithe. Le borazane est notamment composé d’atomes d’hydrogène, qui doivent être soustraits pour créer un polymère de nitrure de bore. Pour cela, la pastille subira…

Évaluation de cristaux polis de zéolithe remplie de nitrure de bore dans de la résine, par microscopie optique. Ce cristal mesure environ 100 micromètres. Après de nombreuses étapes de fabrication, ces cristaux sont récupérés en cassant une pastille de 3 mm de diamètre, puis sont mis dans de la résine. Ils sont ensuite polis et vérifiés au microscope pour s’assurer des bonnes caractéristiques du matériau. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du nitrure de bore dans de la zéolithe pour…

Mélange sous hotte de précurseurs, dont de la silice fumée, pour synthétiser des zéolithes (matériau poreux inorganique). C'est la première étape dans l’élaboration de composites nitrure de bore et zéolithes. L'objectif du projet ZEOLIGHT est d'incorporer du nitrure de bore dans de la zéolithe pour élaborer un prototype de LED ("Light emitting diode") qui, avec des phosphores conventionnels, permet de produire de la lumière blanche avec une très faible consommation d'énergie. Ce composite à…

Positionnement d'un échantillon de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, sur une nacelle de mesure pour une analyse ThermoGravimétrique (ATG). Cette analyse mesure l'évolution de la masse d'un échantillon en fonction de sa température pour déterminer la stabilité thermique du matériau. La température critique de dégradation est considérée comme la température à partir de laquelle l'échantillon a perdu 2% de sa masse initiale. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une…

Évaluation visuelle du caractère insoluble d'un matériau aux propriétés dynamiques (réseau covalent adaptable) fluoré. Pour mesurer un taux d'insoluble, un morceau de matériau est pesé avant et après une immersion de 24h dans un solvant. Les parties du matériau n’étant pas liées de façon covalente (liaison chimique forte) au réseau se dissolvent au sein du solvant, modifiant ainsi la masse de l'échantillon. Le solvant utilisé ainsi que le chauffage à une température particulière peuvent être…

Synthèse et purification de monomères fluorés, substance servant à la confection des matériaux aux propriétés dynamiques, appelés vitrimères. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une nouvelle classe de matériaux polymères. Ils combinent une forte résistance mécanique, un caractère insoluble et la capacité d'être remis en forme après une rupture. Ces propriétés sont rendues possibles grâce à la composition de leurs réseaux chimiques, notamment par la présence de liens…

Morceau de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, positionné dans une machine de traction. Ce test est effectué sur les matériaux initiaux et ceux ayant subi des cycles de déformation et de remise en forme dans le but de démontrer la recyclabilité des vitrimères fluorés synthétisés. Le test de traction consiste en l’étirement d’une éprouvette (morceau du matériau découpé de manière normalisée) à une vitesse spécifique. Les propriétés de résistance du matériau sont déterminées en…

Positionnement d'une capsule DSC contenant un réseau covalent adaptable, ou vitrimère, dans le passeur d'échantillons d'une machine d'analyse par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Pour déterminer la capacité calorifique du matériau, les scientifiques comparent la quantité de chaleur nécessaire à l'échauffement d'une capsule DSC contenant le matériau, et d'une capsule DSC témoin. L’évaluation de cette valeur permet de déterminer la température de transition vitreuse (Tg) entre l'état…

Évaluation visuelle du caractère insoluble d'un matériau aux propriétés dynamiques (réseau covalent adaptable) fluoré. Pour mesurer un taux d'insoluble, un morceau de matériau est pesé avant et après une immersion de 24h dans un solvant. Les parties du matériau n’étant pas liées de façon covalente (liaison chimique forte) au réseau se dissolvent au sein du solvant, modifiant ainsi la masse de l'échantillon. Le solvant utilisé ainsi que le chauffage à une température particulière peuvent être…

Positionnement de tubes contenant des monomères fluorés synthétisés, pour leur analyse par résonance magnétique nucléaire (RMN). En utilisant les propriétés magnétiques propres à chaque atome, l’analyse RMN permet d’obtenir les déplacements chimiques des atomes d’hydrogène, de carbone et de fluor composant la molécule. L’analyse de ces déplacements chimiques permet d'identifier la structure des monomères fluorés qui ont été précédemment synthétisés. Ces derniers servent à la confection de…

Matériaux aux propriétés dynamiques appelés vitrimère, l'un contenant au sein de sa structure chimique des liens échangeables activés par des atomes de fluors et l'autre non. Ils sont découpés avant d’être positionnés au sein d’une presse chauffante pour un test de remise en forme après rupture. Une température suffisamment élevée déclenche des échanges chimiques au sein du matériau qui permettent sa remise en forme. La présence des atomes de fluor diminue la température nécessaire. Une très…

Positionnement d'un échantillon de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, sur une nacelle de mesure pour une analyse ThermoGravimétrique (ATG). Cette analyse mesure l'évolution de la masse d'un échantillon en fonction de sa température pour déterminer la stabilité thermique du matériau. La température critique de dégradation est considérée comme la température à partir de laquelle l'échantillon a perdu 2% de sa masse initiale. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une…

Évaluation visuelle du caractère insoluble d'un matériau aux propriétés dynamiques (réseau covalent adaptable) fluoré. Pour mesurer un taux d'insoluble, un morceau de matériau est pesé avant et après une immersion de 24h dans un solvant. Les parties du matériau n’étant pas liées de façon covalente (liaison chimique forte) au réseau se dissolvent au sein du solvant, modifiant ainsi la masse de l'échantillon. Le solvant utilisé ainsi que le chauffage à une température particulière peuvent être…

Séchage, dans un évaporateur rotatif, de monomères fluorés, produits de synthèse servant à la confection de réseaux covalents adaptables. Le milieu dans lequel a eu lieu la synthèse est chauffé dans un bain-marie et une pompe à vide permet l’évaporation du solvant. Le solvant évaporé est ensuite condensé via un système de réfrigération qui entraîne l’isolation du produit de synthèse et rend possible le recyclage du solvant. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une nouvelle…

Morceau de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, positionné dans une machine de traction. Ce test est effectué sur les matériaux initiaux et ceux ayant subi des cycles de déformation et de remise en forme dans le but de démontrer la recyclabilité des vitrimères fluorés synthétisés. Le test de traction consiste en l’étirement d’une éprouvette (morceau du matériau découpé de manière normalisée) à une vitesse spécifique. Les propriétés de résistance du matériau sont déterminées en…

Positionnement d'un échantillon de réseau covalent adaptable, ou vitrimère, pour une analyse mécanique dynamique (AMD). Cette analyse consiste ici à appliquer une déformation spécifique à une certaine fréquence, lors d'une montée en température, permettant de déterminer les caractéristiques mécaniques du matériau en fonction de la chaleur. Elle permet aussi de déterminer la température de transition entre l'état vitreux (matériau dur et de capacité thermique faible), et l'état caoutchoutique…

Placement d'un échantillon de matériau aux propriétés dynamiques (vitrimère) pour une analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF). Cette analyse permet de confirmer la conversion des fonctions réactives des monomères lors de la préparation du vitrimère. Un faisceau infrarouge est émis en direction du matériau et permet ainsi de connaître sa composition. Afin d’assurer un bon contact avec la surface d’analyse d’où provient le rayon infrarouge, l’échantillon est pressé…

Positionnement de tubes contenant des monomères fluorés synthétisés, pour leur analyse par résonance magnétique nucléaire (RMN). En utilisant les propriétés magnétiques propres à chaque atome, l’analyse RMN permet d’obtenir les déplacements chimiques des atomes d’hydrogène, de carbone et de fluor composant la molécule. L’analyse de ces déplacements chimiques permet d'identifier la structure des monomères fluorés qui ont été précédemment synthétisés. Ces derniers servent à la confection de…

Matériaux aux propriétés dynamiques appelés vitrimère, l'un contenant au sein de sa structure chimique des liens échangeables activés par des atomes de fluors et l'autre non. Ils sont découpés avant d’être positionnés au sein d’une presse chauffante pour un test de remise en forme après rupture. Une température suffisamment élevée déclenche des échanges chimiques au sein du matériau qui permettent sa remise en forme. La présence des atomes de fluor diminue la température nécessaire. Une très…

Mesure de la quantité d'échantillon de matériau aux propriétés dynamiques (vitrimère), disposée dans une capsule d'analyse par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Pour déterminer la capacité calorifique du matériau, les scientifiques comparent la quantité de chaleur nécessaire à l'échauffement d'une capsule DSC contenant le matériau, et d'une capsule DSC témoin. L’évaluation de cette valeur permet de déterminer la température de transition vitreuse (Tg) entre l'état vitreux (matériau…

Évaluation visuelle du caractère insoluble d'un matériau aux propriétés dynamiques (réseau covalent adaptable) fluoré. Pour mesurer un taux d'insoluble, un morceau de matériau est pesé avant et après une immersion de 24h dans un solvant. Les parties du matériau n’étant pas liées de façon covalente (liaison chimique forte) au réseau se dissolvent au sein du solvant, modifiant ainsi la masse de l'échantillon. Le solvant utilisé ainsi que le chauffage à une température particulière peuvent être…