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Acquisition d’un spectromètre photoélectrique à rayonnement X (XPS) pour le laboratoire ICMN

Le laboratoire Interfaces Confinement Matériaux et Nanostructures (IMCN) du CNRS Centre Limousin Poitou-Charentes acquiert un nouveau spectromètre photoélectrique à rayonnement X pour analyser la composition chimique de la couche de surface des matériaux.

Description de l’opération :

L’ICMN est une unité mixte de recherche CNRS-Université d’Orléans qui travaille sur de nombreux matériaux, carbones, silices, alliages métalliques, polymères et composites. Les objets d’étude sont très divers et vont des assemblées de nanoparticules supportées aux matériaux massifs poreux en passant par les films minces.
La surface joue très souvent un rôle essentiel dans les propriétés de ces objets et par conséquent la connaissance de sa composition chimique est un élément clef indispensable à la recherche et au développement de ces matériaux ou objets.
Le projet a donc pour objectif d’acquérir un nouveau spectromètre photoélectronique à rayonnement X (XPS) qui permettra de déterminer et de cartographier la composition chimique de la couche de surface des matériaux.
L’ICMN a une longue expérience dans ce type d’analyse puisque ce type d’équipement est disponible au laboratoire depuis plus de 30 ans. Le dernier équipement vieux de 16 ans est obsolète et en panne.
Cet équipement était le seul disponible dans la région Centre-Val de Loire. Ce projet répond donc aux attentes de nombreux acteurs de la région Centre-Val de Loire, la recherche partenariale ou académique, l’industrie. La connaissance de la composition chimique des couches de surface des matériaux que ce soit en sciences de la matière et de l’ingénierie, en sciences de l’environnement et de la terre est une phase nécessaire pour le développement de nouveaux matériaux pour l’électronique, les micro et nano-technologies, l’environnement, l’énergie, la cosmétique, la santé et l’automobile.

Objectifs recherchés :

Déterminer et cartographier la composition chimique des premières couches des matériaux est un élément clef de la connaissance et de recherche de nouveaux matériaux, pour lesquels la surface joue un rôle essentiel dans les propriétés d’usage. Que ce soit en micro ou nanotechnologie, pour les matériaux pour l’environnement ou pour l’énergie, en pharmacie, cosmétique, les propriétés de la surface des matériaux et notamment leur composition chimique et la répartition de leurs composants sont essentielles.

Ce projet a pour but d’acquérir un spectromètre photoélectronique à rayonnement X (XPS) de toute dernière génération et de faire bénéficier la communauté scientifique et industrielle de la région Centre-Val de Loire des progrès effectués dans le développement de ces spectromètres avec :

– une sensibilité plus adaptée à la détection de traces,
– des temps d’acquisition fortement diminués par rapport à l’ancienne génération,
– une neutralisation des charges plus efficace permettant l’étude d’échantillons isolants plus aisée et performante,
– des cartographies de la composition chimique de surface plus efficaces permettant de donner la répartition spatiale à l’échelle submicrométrique des composants de la surface,
– des systèmes de décapage des couches permettant la réalisation de profils de concentration en fonction de la profondeur plus simple et plus conforme à la réalité, profils allant de la première couche atomique jusqu’à quelques micromètres,
– une plus grande convivialité du système pour les utilisateurs.
La présence de cet équipement en région Centre-Val de Loire permettra la caractérisation des matériaux et répondra aux besoins des laboratoires et partenaires industriels pour leurs problématiques de recherche et d’innovation que ce soit pour :
– des matériaux carbonés fonctionnalisés ou les éléments présents en surface et leurs états chimiques gouvernent leur réactivité et leur performance en matière par exemple de traitements des eaux usées,
– des multicouches semi-conducteur-alliages métalliques où la connaissance de l’épaisseur de chacune des couches et l’interpénétration de l’une dans l’autre est indispensable au développement de ces assemblages,
– des alliages métalliques où la corrosion induit une modification des propriétés d’usage,
– des verres dont on souhaite connaitre la composition et les hétérogénéités de composition à l’échelle micrométrique,
– des matériaux naturels, où se pose la question par exemple de la modification de composition chimique de la roche lors du lessivage par les eaux de pluie,
– des formulations pharmaceutiques
– des céramiques, des composites.

Résultats attendus :

L’acquisition d’un appareillage de dernière génération permettra aux laboratoires académiques et industriels ainsi qu’aux entreprises de la région Centre-Val de Loire d’augmenter leur capacité de recherche, de développement et d’innovation.
L’implantation dans notre région de cet équipement avec ses nouvelles performances permettra une plus grande réactivité et interactivité entre les différents acteurs et devrait permettre d’accroitre le nombre de partenariats.
De plus, l’acquisition d’un appareillage de dernière génération non disponible dans les régions avoisinantes permettra à la région Centre-Val de Loire d’être en pointe dans ce domaine et sera un atout important pour nos entreprises régionales.
Les domaines d’activités des entreprises concernées sont très variés et s’étendent de la cosmétique à la pharmacie, de la micro et nanotechnologie aux activités liées à l’environnement. Avoir une meilleure connaissance des couches superficielles des matériaux permettra aux acteurs économiques de la région Centre-Val de Loire d’assurer la qualité de leurs productions et d’augmenter leur capacité d’innovation. Une fois le cercle vertueux initié, le potentiel économique de la région Centre-Val de Loire sera fortement impacté.

Budget total : 700 000,00 €

Cofinancement UE : 350 000,00 € (FEDER Centre)

Porteur : CNRS – Délégation Centre Limousin Poitou-Charentes

Période : du 01/07/2017 au 31/03/2020

Localisation : Orléans (45)

Plus d’informations :

http://www.crmd.cnrs-orleans.fr/

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