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1 LMSPC - Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyse

Abstract : This thesis was focused on the synthesis of magnetic nanoparticles of iron oxide and cobalt oxide and core-shell nanoparticles, consisting of a cobalt oxide coated iron oxide and on the development of composite nanomaterials - nanostructures carbon -metal oxide nanoparticles - for applications in the biomedical field and the energy. For the synthesis of NPs, the shape and size of NPs are dependent of the reaction conditions, which further affect their magnetic properties. Meanwhile, simulation showed that stearate chains can desorb more easily from iron atoms and release to form seeds than from cobalt atoms, which might explain distinctive behavior between the bath complexes. Regarding nanostructures carbon-metal oxide nanoparticles hybrid materials, the properties of the filled magnetic CNTs as heat mediator for photothermal ablation and as contrast agent for MRI were then evaluated and promising results have been obtained. Last, new composite materials Nb205 nanoparticles-graphene or NTCs were synthesized and promising results were obtaines in lithium battery tests : their use as anode allowed obtaining reversible capacities of 260 mAh-g.

Résumé : Les travaux de cette thèse ont été consacrés à la synthèse de nanoparticules magnétiques d-oxyde de fer et d-oxyde de cobalt et de nanoparticules coeur-coquille constituées d-un coeur d-oxyde de fer recouvert d-oxyde de cobalt et à l-élaboration de nanomatériaux - composites nanostructures carbonées-nanoparticules d-oxyde métallique - pour des applications dans le domaine biomédical et celui de l-énergie. Pour la synthèse des NPs, la forme et la taille des NPs sont fortement dépendantes des conditions de réaction nature des ligands, des solvants, température de réaction

. , ce qui affecte leurs propriétés magnétiques. De plus, des simulations ont montré que les chaînes de stéarate peuvent désorber plus facilement les atomes de fer que les atomes de cobalt et se libérer pour former des germes, ce qui pourrait expliquer le comportement distinctif entre les deux complexes. Ces nanoparticules magnétiques ont été synthétisées à l-intérieur de nanotubes de carbone en deux étapes aboutissant à des taux de remplissage très importants. Après fonctionnalisation, ces nanocomposites ont été introduits dans de cellules tumorales et ont été magnétiquement manipulées. Ils se sont révélés être très efficaces en tant qu-agents de contraste en IRM mais également dans le domaine de l-hyperthermie activation sous éclairage dans le domaine de !-Infrarouge proche. Enfin, de nouveaux composites à partir de nanoparticules de Nb20 5 et de graphène ou NTCs ont été synthétisés et des résultat~prometteurs ont été obtenus dans des tests de batterie lithium-ion : leur utilisation en tant qu-anode a permis d-obtenir des capacités réversibles de 260 mAh-g.

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Keywords : Carbon nanotube Biomedical application Iron oxide nanoparticles Cobalt oxide nanoparticles Lithium ions battery

Mots-clés : Nanoparticules d-oxyde de fer Nanoparticules d-oxyde de cobalt Batterie lithium-ion Application biomédicale Nanotubes de carbone Graphène





Author: Xiao Jie Liu -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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