Matériaux émergents / Christian Janot / Lausanne [Suisse] : Presses polytechniques et universitaires Romandes (2001)

Titre : Matériaux émergents Type de document : texte imprimé Auteurs : Christian Janot, Editeur scientifique ; Bernhard Ilschner, Editeur scientifique Editeur : Lausanne [Suisse] : Presses polytechniques et universitaires Romandes Année de publication : 2001 Collection : Traité des matériaux num. 19 Importance : XIV-415 p. Présentation : ill. Format : 25 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-88074-455-7 Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Biomatériaux Composites à fibres longues Déchets -- Stockage Déchets radioactifs Effet mémoire de forme Energie -- Conversion directe Energie -- Stockage Fibres textiles Implants médicaux Matériaux -- Propriétés fonctionnelles Matériaux à gradient fonctionnel En science des matériaux, les matériaux à gradation fonctionnelle (MGF) peuvent être caractérisés par la variation progressive de la composition et de la structure sur le volume, entraînant des changements correspondants dans les propriétés du matériau. Les matériaux peuvent être conçus pour des fonctions et des applications spécifiques. Diverses approches basées sur le volume (traitement des particules), le traitement des préformes, le traitement des couches et le traitement par fusion sont utilisées pour fabriquer les matériaux fonctionnellement classés. Les unités structurales de base des MGF sont des éléments ou des ingrédients matériels représentés par maxel . Le terme maxel a été introduit en 2005 par Rajeev Dwivedi et Radovan Kovacevic au Research Center for Advanced Manufacturing (RCAM). Les attributs de maxel incluent l'emplacement et la fraction volumique des composants individuels du matériau. Un maxel est également utilisé dans le contexte des processus de fabrication additive (tels que la stéréolithographie , le frittage laser sélectif, la modélisation de dépôt par fusion, etc.) pour décrire un voxel physique (un portemanteau des mots "volume" et "élément"), qui définit la résolution de construction d'un processus de prototypage ou de fabrication rapide, ou la résolution d'une conception produite par de tels moyens de fabrication. Il existe de nombreux domaines d'application pour les MGF. Le concept est de réaliser un matériau composite en faisant varier la microstructure d'un matériau à un autre avec un gradient spécifique. Cela permet au matériau d'avoir le meilleur des deux matériaux. S'il s'agit d'une résistance thermique ou corrosive ou d'une malléabilité et d'une ténacité, les deux résistances du matériau peuvent être utilisées pour éviter la corrosion, la fatigue, la rupture et la fissuration par corrosion sous contrainte. La transition entre les deux matériaux peut généralement être approximée au moyen d'une série de puissances. L'industrie aéronautique et aérospatiale et l'industrie des circuits informatiques sont très intéressées par la possibilité de matériaux pouvant résister à des gradients thermiques très élevés. Ceci est normalement réalisé en utilisant une couche de céramique connectée à une couche métallique. La Direction des véhicules aériens a effectué un test de flexion quasi-statique d'échantillons de titane / borure de titane classés fonctionnellement, qui peut être vu ci-dessous. Le test était corrélé à l'analyse par éléments finis (FEA) en utilisant un maillage quadrilatère avec chaque élément ayant ses propres propriétés structurelles et thermiques. Le programme de recherche stratégique sur les matériaux et processus avancés (AMPSRA) a effectué une analyse sur la production d'un revêtement de barrière thermique à l'aide de Zr02 et NiCoCrAlY. Leurs résultats se sont révélés efficaces, mais aucun résultat du modèle analytique n'est publié. La traduction du terme qui se rapporte aux procédés de fabrication additive a ses origines au RMRG (Rapid Manufacturing Research Group) à l'Université de Loughborough au Royaume-Uni . Le terme fait partie d'une taxonomie descriptive de termes se rapportant directement à divers détails relatifs aux procédés de fabrication additifs CAD - CAM , établis à l'origine dans le cadre des recherches menées par l'architecte Thomas Modeen sur l'application des techniques susmentionnées dans le contexte de architecture. Le gradient du module élastique modifie essentiellement la ténacité à la rupture des contacts adhésifs. Des méthodes numériques ont été développées pour modéliser la réponse mécanique des MGF, la méthode des éléments finis étant la plus populaire. Initialement, la variation des propriétés du matériau a été introduite au moyen de rangées (ou colonnes) d'éléments homogènes, conduisant à une variation discontinue de type graduel des propriétés mécaniques. Plus tard, Santare et Lambros ont développé des éléments finis gradués fonctionnellement, où la variation des propriétés mécaniques a lieu au niveau de l'élément. Martínez-Pañeda et Gallego ont étendu cette approche aux logiciels commerciaux par éléments finis. [9] Les propriétés de contact de la FGH peuvent être simulées en utilisant la méthode des éléments limites (qui peut être appliquée à la fois aux contacts non adhésifs et adhésifs). Matériaux céramiques Matériaux cimentaires Matériaux piézoélectriques Matériaux poreux Nanostructures Nanotubes Polymères Quasi-cristaux Un quasi-cristal est un solide qui possède un spectre de diffraction essentiellement discret (comme les cristaux classiques) mais dont la structure n'est pas périodique (alors que les cristaux classiques sont périodiques). Les quasi-cristaux apparaissent dans plusieurs systèmes d'alliages. Beaucoup de ces alliages sont en général thermodynamiquement instables et ne peuvent être obtenus que par refroidissement rapide : en les réchauffant à nouveau, il se transforment en cristaux conventionnels. Cependant, il existe des quasi-cristaux stables, dont certains alliages ternaires. Ceux-ci sont souvent amorphes dans une petite gamme de concentrations chimiques autour de leurs formules chimiques. L'étude des quasi-cristaux s'étend sur tous les domaines de la physique tant le caractère atypique de ces structures a une large incidence sur ses différentes propriétés physiques. Supraconducteurs organiques Technologie médicale Verre optique Index. décimale : 620.1 Mécanique de l'ingénieur (mécanique appliquée) et matériaux Résumé : Le formidable développement des technologies a entraîné l'apparition de nouveaux matériaux aux comportements parfois insolites. Conçus pour répondre à un besoin spécifique, ou au contraire issus d'une démarche abstraite sans qu'une quelconque application n'ait été initialement recherchée, ces matériaux dits "émergents" forment à eux seuls un domaine de recherche dont la vitalité et la capacité d'innovation sont sans égales. Soucieux d'offrir un large aperçu de cet aspect très médiatique mais mai connu de la science des matériaux, cet ouvrage propose quatorze exemples de familles de nouveaux matériaux, sélectionnés et traités par des scientifiques spécialistes de chacun d'entre eux. Qu'ils soient métalliques, céramiques ou polymères, qu'ils possèdent des structures inhabituelles (quasicristaux, nanotubes de carbone, matériaux à gradient cellulaires) ou des propriétés extraordinaires (supraconductivité, mémoire de forme, capacité de stockage et de conversion de l'énergie, biomimétique, adaptativité), les matériaux émergents présentés dans cet ouvrage sont exposés en détail, tant d'un point de vue physico-chimique que de mise en oeuvre ou d'application. Ce volume accorde par ailleurs une place particulière aux matériaux négligés dans l'enseignement universitaire, comme les fibres textiles, les verres pour le confinement des déchets nucléaires ou les céramiques et ciments utilisés en chirurgie et odontologie. Note de contenu : - 1. Introduction - 2. Les quasicristaux - 3. Matériaux nanostructurés - Propriétés structurelles et mécaniques - 4. Nanotubes de carbone - 5. Alliages à mémoire de forme - 6. Matériaux adaptatifs - 7. Polymères fonctionnels - 8. Supraconducteurs à haute température - 9. Nouveaux matériaux pour le stockage et la conversion de l'énergie - 10. Verres spéciaux : applicationsà l'optique et au stockage des déchets radioactifs - 11. Biocéramiques et biociments résorbables pour le comblement osseux - 12. Composites céramiques à fibres longues - 13. Fibres textiles - 14. Matériaux cellulaires - 15. Matériaux fonctionnels à gradient de composition Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=34419

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Des molécules-cages aux fibres extractantes et à la catalyse / Ekaterina Shilova in L'ACTUALITE CHIMIQUE, N° 438-439 (03-04/2019)

[article]  inL'ACTUALITE CHIMIQUE > N° 438-439 (03-04/2019) . - p. 30-39 Titre : Des molécules-cages aux fibres extractantes et à la catalyse Type de document : texte imprimé Auteurs : Ekaterina Shilova, Auteur ; Pascal Viel, Auteur ; Guillaume Gros, Auteur ; Cyril Martini, Auteur ; Emmanuelle Schulz, Auteur ; Ibrahim Abdellah, Auteur ; Vincent Huc, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : p. 30-39 Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Calixarènes Un calixarène est un macrocycle issu de la réaction d'un phénol et d'un aldéhyde. Les calixarènes ont des cavités hydrophobiques qui peuvent inclure des petites molécules ou des ions. Les plus couramment rencontrés sont les calixarènes à 4, 5, 6 et 8 unités phénols. La cavité ainsi formée permet de complexer des ions ou des petites molécules. On peut accéder à des calixarènes hydrosolubles en ajoutant des motifs ioniques par exemple. Le terme calixarène est l'assemblage des mots calice (pour la forme de vase que certains calixarènes adoptent à l'état solide) et d'hydrocarbure aromatique arène (pour les cycles aromatiques formant les parois de ce vase). Il a été inventé en 1975 par David Gutsche. Catalyse Césium Composites Déchets -- Elimination Déchets radioactifs Extraction (chimie) Fibres textiles synthétiques Métaux des terres rares Polymères Récupération (Déchets, etc.) Textiles et tissus à usages techniques Index. décimale : 547 Chimie organique : classer la biochimie à 574.192 Résumé : La récupération de métaux à partir d’effluents liquides constitue à l’heure actuelle un enjeu majeur, qui fait l’objet de très nombreux travaux tant au niveau académique qu’industriel. Cet intérêt se justifie tout d’abord pour des raisons environnementales. En effet, la présence de métaux lourds en solution (Cu, Zn, Pb…) pose bien souvent de graves problèmes de santé publique, et leur élimination est donc essentielle. Mais à l’opposé, certains métaux en solution, loin d’être des déchets à éliminer, peuvent au contraire constituer une ressource précieuse. Ceci est par exemple le cas dans le domaine minier, où les techniques d’hydrométallurgie (traitement des métaux en solution aqueuse) occupent une place centrale. Cette même problématique se rencontre aussi dans le domaine du recyclage, où l’on va par exemple chercher à récupérer des ressources stratégiques (en particulier certains métaux rares) dans des déchets électroniques. Une catégorie particulière de molécules-cages, les calixarènes, s’avère prometteuse et a conduit à la création de deux startups, les sociétés AJELIS et NOVECAL. Note de contenu : - Des ions métalliques mis en cage - Les calixarènes - Des calixarènes pour l'extraction du césium radioactif - AJELIS et la récupération des métaux stratégiques - Des fibres extractantes pour la dépollution - L'exploration de nouveaux calixarènes - NOVECAL : des calixarènes pour la catalyse - Fig. 1 : Synthèse des calixarènes - Fig. 2 : Greffage de calixarènes sur supports solide : A) exemple de calixarène sélectif du césium ; B) principe du procédé d’extraction solide-liquide ; C) calixarène fonctionnalisé par des groupements diazonium ; D) greffage stable sur surfaces par électroréduction - Fig. 3 : Films minces de calixarènes déposés sur fibres : A) feutres de carbone vierges, utilisés comme support ; feutre de carbone avant (B) et après (C) le greffage des calixarènes - Fig. 4 : Dépôt de films épais de composites calixarènes/polymères hydrophiles sur une surface : A) solution calixarène/polymère ; B) enrobage de feutres de carbone par la solution précédente ; C) réticulation thermique de l’enrobage précédent ; caractérisation des films enrobés précédents par microscopie optique (D) et électronique (E et F) - Fig. 5 : Composite calixarène/polymère pour l’extraction des terres rares : A) calixarène multifonctionnel ; B) solution calixarène/polymère ; C) enrobage de feutres de carbone par la solution précédente et quaternisation des groupements pyridine ; D) matériau composite final - Fig. 6 : Calixarène pour l’extraction des terres rares : A) calixarène structure ; B) structure par diffraction des rayons X ; C) comparaison de l’extraction des terres rares présentes en mélange - Fig. 7 : Fibres extractantes non supportées : A) étude par microscopie électronique ; B) fibres en vrac ; C) fibres chargées en colonne - Fig. 8 : Récupération de l’or contenu à faible concentration dans des effluents de fin d’électrolyse : A) fibres extractantes spécifiques de l’or ; B) récupération de l’or capté au sein des matériaux précédents par incinération - Fig. 9 : Comparaison entre les fibres AJELIS et les résines échangeuses d’ions (REI) : A) étude par microscopie électronique ; B) cinétique comparée d’abaissement de la concentration en cuivre (CuSO4) - Fig. 10 : Les p-(benzyloxy)calixarènes, une plateforme aisément fonctionnalisable - Fig. 11 : Exemple de calixarène géant - Fig. 12 : Structure et utilisation d’un p-(benzyloxy)calix[8]arène comme support pour des catalyseurs au palladium (conv. : conversion, mesure de la quantité de produits de départ transformés en produits attendus) Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=32147 [article]

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