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Le prix de thèse 2015 de l’AFC, mention Physique, récompense Mohamed Salah AMARA


Le travail de thèse de Mohamed Salah Amara a porté sur : (i) l’étude de la structure de nanotubes d’oxydes métalliques et l’étude de fluides confinés en leur sein, sous la direction de Pascale Launois au Laboratoire de Physique des Solides (LPS) d’Orsay, dans l’équipe ODMC, en collaboration avec Erwan Paineau et Stéphan Rouzière et avec Stéphane Rols à l’ILL (Grenoble) et (ii) sur la synthèse des nanotubes, sous la supervision d’Antoine Thill au LIONS (NIMBE, CEA Saclay). Ce travail de thèse a été financé par la Région Ile-de-France (Domaine d’Intérêt Majeur (DIM) : Nano-K), via le réseau C’nano (projet IMOGEAU).

La thèse de M.S. Amara s’intitule « Nanotubes d’imogolite et propriétés de l’eau confinée : organisation, structure et dynamique ». Les nanotubes d’imogolite sont des nanotubes hydrophiles d’alumino-silicate et d’alumino-germanate, de formule générique Si(Ge)Al2O7H4, qui peuvent exister à l’état naturel ou qui sont synthétisés par chimie douce, sous forme de nanotubes mono- ou double-parois. Depuis l’article fondateur sur la structure des nanotubes d’imogolite naturels à base de silicium en 1972, article où les auteurs soulignaient néanmoins qu’ils ne pouvaient pas conclure sur la structure exacte des nanotubes étudiés, aucune étude expérimentale complète de la structure n’avait pu être réalisée.

Mohamed Salah Amara a proposé une méthodologie originale : minimisation géométrique de différents jeux de structures hypothétiques et confrontation à des expériences couplées de diffusion des rayons X aux petits et aux grands angles. Il a ainsi pu, pour la première fois, élucider la structure exacte des nanotubes d’alumino-silicate naturels et synthétiques et des nanotubes monoparois d’alumino-germanate. Il a de plus élucidé la structure des nanotubes d’alumino-germanate double-parois, découverts il y a cinq ans, mettant en évidence l’incommensurabilité des périodes le long des deux parois. La diffusion des rayons X lui a aussi permis d’étudier la déformation de certains nanotubes d’imogolite quand ils sont en interaction, avec des implications sur leurs propriétés.

Enfin, il a montré que des nanotubes modifiés chimiquement, rendus hydrophobes, encapsulent spontanément, en solution, des molécules organiques, avec des applications envisageables en termes de dépollution. Il a finalement mis en évidence, pour la première fois, en couplant diffusion des rayons X et diffusion inélastique des neutrons, l’existence de deux types d’eau et leur dynamique spécifique dans les imogolites hydrophiles. Les résultats de Mohamed Salah Amara sur la structure des imogolites pourraient devenir une référence pour les géologues, chimistes et physiciens qui étudient ces nanotubes et leurs propriétés. Sa thèse ouvre de plus des perspectives dans le domaine du nanoconfinement moléculaire.

Financement :

Région Ile-de-France (Domaine d’intérêt majeur (DIM) : NanoK
réseau C’Nano
projet IMOGEAU

Contact :

Pascale Launois