De l'adsorption à la transformation des matériaux
Le département Interfaces réunit physico-chimistes et spécialistes des capteurs, experts en réactivité des interfaces solide/gaz, solide/liquide, et solide/solide. Les recherches portent sur l’adsorption, le transport, l’électrochimie, ainsi que les mécanismes de dissolution, de nucléation/croissance, et de solidification.
L’étude des interfaces combine expériences et simulations à toutes les échelles. Les techniques employées incluent l’adsorption, la spectroscopie (IR, rayons X), la calorimétrie, la rhéométrie, l’analyse chimique, et des méthodes locales telles que l’analyse de surface (XPS, AES, SIMS), la spectroscopie micro-Raman, et l’imagerie (AFM, SEM, TEM, STM). Les simulations utilisent diverses approches (ab-initio, dynamique moléculaire, Monte Carlo, FEM) pour des études multi-échelles.
Les applications concernent la gestion des déchets, les revêtements, les ciments, la corrosion, la synthèse de nanomatériaux, ainsi que les capteurs micro-ondes. Les axes de recherche incluent l’adsorption et les matériaux microporeux, la réactivité des matériaux cimentaires et colloïdaux, l’électrochimie appliquée à la corrosion et aux microsystèmes, les applications micro-ondes pour les nanomatériaux et les capteurs, ainsi que les films (ultra)minces d’oxydes métalliques.
Le département possède également un Centre d’Analyse Chimique (CAC) offrant un éventail de services analytiques aux communautés scientifique et industrielle.
Thématiques de recherche
Adsorption et Matériaux Microporeux
Étude des mécanismes d’adsorption et désorption de fluides dans des matériaux nanostructurés.
Cette thématique de recherche s’appuie sur de solides compétences dans l’étude des matériaux microporeux, tels que les zéolithes, les silices mésoporeuses et les minéraux argileux. Depuis 2007, elle a élargi son domaine d’expertise à d’autres types de matériaux, notamment le liège, le bois de chêne, le gypse et ses dérivés, ainsi que les oxydes nanométriques de métaux de transition. Ses travaux trouvent des applications dans de nombreux domaines, comme la séparation sélective des fluides, la récupération et la purification des fluides, la dépollution de l’air et de l’eau, le séchage, la désulfuration des coupes pétrolières, le stockage de l’énergie et la détection de gaz. Ces compétences s’inscrivent dans des secteurs variés, incluant la protection de l’environnement, la pétrochimie, la chimie fine, les énergies renouvelables et l’agroalimentaire.
Contact
Igor.Bezverkhy@u-bourgogne.fr
Tél. +33 3 80 39 60 38
Études et Recherches sur les Microondes (GERM)
Les recherches menées se concentrent sur la maîtrise des microondes pour développer des outils de métrologie, des applicateurs haute puissance et des procédés innovants d’élaboration de matériaux et nanomatériaux. Ses objectifs principaux sont :
– Concevoir des réacteurs microondes performants pour des procédés écoresponsables, réduisant les étapes coûteuses en énergie et en déchets.
– Développer des capteurs et transducteurs microondes originaux, pour des applications variées comme la détection de polluants, d’endommagements de matériaux, ou encore des innovations médicales (cathéters hyperfréquences, microscopie microonde).
Contact
Didier.Stuerga@u-bourgogne.fr
Tél. +33 3 80 39 61 82
Surfaces et Interfaces d’Oxydes Métalliques
Cette thématique se décompose en 4 thèmes :
– Films minces nanostructurés : Synthèse innovante de films TiO₂ hautement poreux via gabarits de polystyrène éliminés par calcination, donnant des structures d’opale inverse. Incorporation de nanoparticules (Au, Au-Pd) pour créer des nanocomposites amplifiant les performances photocatalytiques grâce aux effets plasmoniques.
– Micro-capteurs Janus : Développement de capteurs basés sur des couches sensibles à deux oxydes métalliques en collaboration avec FEMTO-ST.
– Photocatalyse avancée : Étude des mécanismes d’oxydoréduction à l’échelle atomique grâce à des surfaces modèles et des calculs DFT, avec deux axes principaux :
1. Matériaux hybrides multicouches pour un transfert de charge optimisé.
2. Hétérojonctions épitaxiées oxyde/oxyde pour synergies et durabilité.
– Caractérisation et simulation : Analyse approfondie par microscopies, spectroscopies (Raman, photoémission), tomographie électronique et couplages innovants (électrochimie/spectroscopie, DFT).
Contact
Bruno.Domenichini@u-bourgogne.fr
Tél. +33 3 80 39 39 40
Milieux cimentaires et colloïdaux
Investigation de la réactivité et des propriétés des liants minéraux pour maîtriser leurs phénomènes d’hydratation et de prise.
Les recherches portent sur les matériaux de construction, principalement le béton de ciment Portland, le matériau le plus utilisé au monde. L’hydratation englobe les processus physico-chimiques liés à la dissolution des constituants du ciment dans l’eau, suivie par la formation et la maturation des phases hydratées, responsables de la cohésion du béton.
La prise, propre au ciment, résulte de l’évolution chimique et de l’agrégation des hydrates nanométriques. Ces interactions déterminent également la rhéologie du ciment frais et peuvent être modulées par des adjuvants tels que superplastifiants, accélérateurs ou retardateurs.
Nous analysons ces processus à l’échelle macro et microscopique grâce à des approches expérimentales et de simulation, adaptées à la complexité des systèmes étudiés (solides polyphasés, solutions alcalines concentrées). Notre méthode, qui combine modèles expérimentaux contrôlés et modèles théoriques, est reconnue à l’échelle internationale sous le nom d’« école de Dijon », favorisant une forte intégration dans les réseaux scientifiques.
Contact
Christophe.Labbez@u-bourgogne.fr
Tél. +33 3 80 39 39 40
