Cinétique et mécanisme de croissance de nanoparticules d'or suivis par UV SAXS and XANES

¹ CEA Saclay, Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire, SIS2M UMR 3299, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
² Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502, Université Paris Sud, 91405 Orsay Cedex A, France
³ Synchrotron SOLEIL, Orme des Merisiers, BP. 48, 91192 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Résumé

Les applications des nanoparticules d'or demandent un contrôle précis de leurs caractéristiques morphologiques. L'obtention de ces nanoparticules peut s'effectuer en solution par la réduction d'une solution de sel d'or de type HAuCl4. Ces réactions peuvent être soit lentes (20 minutes) soit très rapides et parfois terminées en quelques dizaines de millisecondes. La nucléation et la croissance de ces objets nanométriques en solutions peuvent être suivies par différentes sondes sensibles à la distribution de taille et forme des objets ainsi qu'à la spéciation des atomes répartis entre solution et nanoparticules. Dans le cas des nanoparticules d'or, le couplage des spectroscopies UV et d'absorption X avec la diffusion aux petits angles des rayons X permet de comprendre les mécanismes intervenants lors de la réduction du sel d'or initial par différents réducteurs, soit forts (borohydrure dans le toluène), doux (acide ascorbique dans une solution aqueuse de CTABr), ou semi doux (acide ascorbique en excès dans l'eau). La forme et la taille des nanoparticules obtenues dépendent fortement des concentrations de réactifs et de pH. Différents cas sont discutés dans cet article. L'intérêt et l'efficacité du couplage de ces mesures cinétiques expérimentales avec un modèle de croissance numérique est également discuté.