| Élaboration de coques de nanoparticules d'or par voie émulsion : vers des nanorésonateurs plasmoniques (Formulation of gold nanoparticle shells by emulsification in the Ouzo domain: towards plasmonic nanoresonators.) Nour Mahamoud, Mouktar - (2025-07-11) / Université de Rennes - Élaboration de coques de nanoparticules d'or par voie émulsion : vers des nanorésonateurs plasmoniques
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Gauffre, Fabienne; Ponsinet, Virginie Discipline : Sciences des matériaux Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : S3M Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie Mots-clés : Formulation, Nanomatériaux, Optique plasmonique
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Résumé : Cette thèse investigue le potentiel de l'auto-assemblage de nanoparticules d'or (AuNPs) par l'effet Ouzo afin de concevoir des nanorésonateurs plasmoniques aux interactions optiques optimisées. Les structures obtenues, des nanocoques sphériques d'AuNPs, présentent une interaction amplifiée avec les composantes électrique et magnétique de la lumière, ouvrant ainsi des perspectives pour la conception de métamatériaux et métasurfaces fonctionnelles. L'objectif central de cette étude est d'élaborer des architectures de résonateurs optiques exprimant du magnétisme optique, via une méthode d'assemblage colloïdale simple. Après une analyse approfondie des émulsions Ouzo formulées avec différentes conditions (mélange par vortex ou par mélangeurs rapides) et trajectoires de mélange, différentes stratégies d'échange de ligands et de formulation des nanocoques ont été examinées. La thèse se concentre sur l’étude des paramètres moléculaires du système ouzo et des nanoparticules d’or ainsi que sur le procédé pour la fabrication de nanocapsules hybrides d'or-polymère. Finalement, les propriétés optiques des nanocoques sont étudiées par diffusion statique de lumière polarisée. Les résultats mettent en évidence l'importance des paramètres expérimentaux dans la formulation et la stabilisation des nanocoques et suggèrent des voies d'amélioration pour leur structuration et leur assemblage en métasurfaces. Des perspectives sont également envisagées, notamment l'extension de l'effet Ouzo à des concentrations plus élevées pour des applications en formulation pharmaceutique, ainsi que le développement de stratégies de stabilisation mécanique des nanocoques pour leur intégration dans des dispositifs photoniques avancés. Abstract : This thesis investigates the potential of gold nanoparticle (AuNP) self-assembly via the Ouzo effect to design plasmonic nanoresonators with optimized optical interactions. The resulting structures, spherical AuNP nanocapsules, exhibit enhanced interaction with the electric and magnetic components of light, opening up new avenues for the development of functional metamaterials and metasurfaces. The central objective of this study is to develop optical resonator architectures exhibiting optical magnetism through a simple colloidal assembly method. After a thorough analysis of Ouzo emulsions formulated under various conditions (vortex mixing or high-shear mixing) and mixing pathways, different ligand exchange strategies and nanocapsule formulations were explored. The thesis focuses on investigating the molecular parameters of the Ouzo system and gold nanoparticles, as well as the process for fabricating hybrid gold-polymer nanocapsules. Finally, the optical properties of the nanocapsules are studied through static polarized light scattering.The results highlight the critical role of experimental parameters in the formulation and stabilization of the nanocapsules and suggest possible improvements for their structuring and assembly into metasurfaces. Further perspectives include extending the Ouzo effect to higher concentrations for pharmaceutical formulation applications and developing mechanical stabilization strategies for nanocapsules to enable their integration into advanced photonic devices. | |||