Or colloïdalL'or colloïdal est une suspension de nanoparticules d'or dans un milieu fluide qui peut être l'eau, un solvant organique ou un gel. Selon la taille et la concentration des particules en suspension, sa couleur varie du rouge vif (pour des particules de moins de 100 nanomètres), au jaunâtre (pour les particules les plus grosses). Connu depuis une époque reculée, l'or colloïdal fut à l'origine utilisé pour colorer le verre et la porcelaine. L'étude scientifique de ce mélange homogène ne débuta qu'avec les travaux de Michael Faraday dans les années 1850.
Colloïdevignette|Le lait est une suspension colloïdale de globules gras dans l'eau. Les colloïdes sont définis internationalement, par l'International Union of Pure and Applied Chemistry, comme des "systèmes colloïdaux", avec la définition suivante : Le terme désigne un état de subdivision, avec des molécules ou des particules polymoléculaires dispersées dans un milieu et dont la taille, au moins dans une direction, est entre 1 nanomètre et 1 micromètre, ou avec des discontinuités à des distances de cet ordre de grandeur.
Plasmon de surfaceLe plasmon de surface est une onde électromagnétique guidée à la surface d’un métal. Elle se propage partiellement dans le métal (l’onde y pénètre à une profondeur de typiquement pour les métaux nobles). Le plasmon de surface étant un mode guidé, se propageant le long d’une interface plane, il ne peut pas être excité simplement par un faisceau de lumière incident. Il faut utiliser un coupleur (à prisme ou à réseau). Une des caractéristiques les plus importantes du plasmon de surface est que c’est un mode localisé à l’interface.
Plasmon de surface localisévignette|300x300px| Lumière incidente sur une nanoparticule métallique fait osciller les électrons de la bande de conduction. C'est le plasmon de surface localisé. Un plasmon de surface localisé (LSP) est le résultat du confinement d'un plasmon de surface dans une nanoparticule de taille comparable ou inférieure à la longueur d'onde de la lumière utilisée pour exciter le plasmon. Lorsqu'une petite nanoparticule métallique sphérique est irradiée par la lumière, le champ électrique oscillant fait osciller de manière cohérente les électrons de conduction.
NanoparticuleUne nanoparticule est selon la norme ISO TS/27687 un nano-objet dont les trois dimensions sont à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire une particule dont le diamètre nominal est inférieur à environ. D'autres définitions évoquent un assemblage d'atomes dont au moins une des dimensions se situe à l'échelle nanométrique (ce qui correspond au « nano-objet » tel que défini par la norme ISO précitée) ou insistent sur leurs propriétés nouvelles (dues au confinement quantique et à leur surface spécifique) qui n'apparaissent que pour des tailles de moins d'une centaine de nanomètres.
Surface plasmon polaritonSurface plasmon polaritons (SPPs) are electromagnetic waves that travel along a metal–dielectric or metal–air interface, practically in the infrared or visible-frequency. The term "surface plasmon polariton" explains that the wave involves both charge motion in the metal ("surface plasmon") and electromagnetic waves in the air or dielectric ("polariton"). They are a type of surface wave, guided along the interface in much the same way that light can be guided by an optical fiber.
Résonance plasmon de surfaceLa résonance des plasmons de surface (ou ) est un phénomène physique d'interaction lumière-matière principalement connu pour son utilisation comme méthode de mesure de la liaison d'un « ligand » sur un « récepteur » adsorbé à la surface d'une couche métallique. La résonance de plasmons de surface est une oscillation de densité de charges pouvant exister à l'interface entre deux milieux ou matériaux ayant des constantes diélectriques de signes opposés comme un conducteur immergé dans un liquide diélectrique.
Interface and colloid scienceInterface and colloid science is an interdisciplinary intersection of branches of chemistry, physics, nanoscience and other fields dealing with colloids, heterogeneous systems consisting of a mechanical mixture of particles between 1 nm and 1000 nm dispersed in a continuous medium. A colloidal solution is a heterogeneous mixture in which the particle size of the substance is intermediate between a true solution and a suspension, i.e. between 1–1000 nm. Smoke from a fire is an example of a colloidal system in which tiny particles of solid float in air.
Particle aggregationParticle agglomeration refers to the formation of assemblages in a suspension and represents a mechanism leading to the functional destabilization of colloidal systems. During this process, particles dispersed in the liquid phase stick to each other, and spontaneously form irregular particle assemblages, flocs, or agglomerates. This phenomenon is also referred to as coagulation or flocculation and such a suspension is also called unstable. Particle agglomeration can be induced by adding salts or other chemicals referred to as coagulant or flocculant.
PlasmonDans un métal, un plasmon est une oscillation de plasma quantifiée, ou un quantum d'oscillation de plasma. Le plasmon est une quasiparticule résultant de la quantification de fréquence plasma, tout comme le photon et le phonon sont des quantifications de vibrations respectivement lumineuses et mécaniques. Ainsi, les plasmons sont des oscillations collectives d'un gaz d'électrons, par exemple à des fréquences optiques. Le couplage d'un plasmon et d'un photon crée une autre quasiparticule dite plasma polariton.
NanomatériauUn nanomatériau est un matériau (sous forme de poudre, aérosol ou quasi-gaz, suspension liquide, gel) possédant des propriétés particulières à cause de sa taille et structure nanométrique. Les nanomatériaux sont habituellement issus de la nanotechnologie, à la différence des nanoparticules qui peuvent être d'origine naturelle ou résulter de processus tels que le soudage, le fumage, le polissage. Le , la Commission européenne publie ses recommandations relatives à la définition des nanomatériaux (recommandation 2011/696/UE) : .
Colloidal crystalA colloidal crystal is an ordered array of colloidal particles and fine grained materials analogous to a standard crystal whose repeating subunits are atoms or molecules. A natural example of this phenomenon can be found in the gem opal, where spheres of silica assume a close-packed locally periodic structure under moderate compression. Bulk properties of a colloidal crystal depend on composition, particle size, packing arrangement, and degree of regularity.
High harmonic generationHigh harmonic generation (HHG) is a non-linear process during which a target (gas, plasma, solid or liquid sample) is illuminated by an intense laser pulse. Under such conditions, the sample will emit the high harmonics of the generation beam (above the fifth harmonic). Due to the coherent nature of the process, high harmonics generation is a prerequisite of attosecond physics. Perturbative harmonic generation is a process whereby laser light of frequency ω and photon energy ħω can be used to generate new frequencies of light.
Self-assembly of nanoparticlesNanoparticles are classified as having at least one of three dimensions be in the range of 1-100 nm. The small size of nanoparticles allows them to have unique characteristics which may not be possible on the macro-scale. Self-assembly is the spontaneous organization of smaller subunits to form larger, well-organized patterns. For nanoparticles, this spontaneous assembly is a consequence of interactions between the particles aimed at achieving a thermodynamic equilibrium and reducing the system’s free energy.
Suspension (chimie)En chimie, l'Union internationale de chimie pure et appliquée définit une suspension comme une dispersion d'un solide dans un liquide (suspension liquide) ou d'un solide dans un solide (dispersion solide). Certaines de ces suspensions peuvent être des dispersions colloïdales, un "colloïde", ou "système colloïdal" correspondant comme un état de subdivision particulier de la matière, avec des molécules ou des particules faites de plusieurs molécules dispersées dans un milieu dont au moins une dimension, dans une direction donnée, est entre un nanomètre (milliardième de mètre) ou un micromètre (millionième de mètre); sont également considérés comme colloïdaux des systèmes qui comportent des discontinuités de cet ordre de grandeur.
Particule matérielleLe terme « particule matérielle » (material particle en anglais) désigne une petite portion d'un corps, de matière solide ou fluide, constituée d'un nombre suffisamment grand de particules élémentaires. La matière est pleine de vide. Un corps de matière solide ou fluide est un domaine discontinu de particules composites (protons, neutrons), elles-mêmes composées de particules élémentaires. Les dimensions des particules élémentaires sont très petites devant les distances qui les séparent.
Spectroscopie RamanLa spectroscopie Raman (ou spectrométrie Raman) et la microspectroscopie Raman sont des méthodes non destructives d'observation et de caractérisation de la composition moléculaire et de la structure externe d'un matériau, qui exploite le phénomène physique selon lequel un milieu modifie légèrement la fréquence de la lumière y circulant. Ce décalage en fréquence dit l'effet Raman correspond à un échange d'énergie entre le rayon lumineux et le milieu, et donne des informations sur le substrat lui-même.
Dispersion (chimie)vignette|L'effet Tyndall (diffusion de la lumière par les aérosols atmosphériques, poussières, composés organiques volatils) permet de visualiser le trajet des rayons crépusculaires. vignette|Le même effet avec une suspension colloïdale (ici des particules de farine dans de l'eau) qui diffuse fortement la lumière blanche en donnant une opalescence bleutée. vignette|La couleur bleue turquoise de l'eau des gours ou des lacs glaciaires est due aux particules minérales en suspension diffusant latéralement une partie des rayons lumineux.
Science des surfacesLa science des surfaces est une section de la science des matériaux consacrée à l'étude des phénomènes physiques et chimiques qui se produisent à l' entre deux phases ou entre une phase et le vide. Les propriétés de la matière en surface sont en effet distinctes de celles du cœur des matériaux (bulk). Par exemple, la coordinence des atomes en surface est inférieure à celle des atomes du reste du matériau ce qui induit une réactivité particulière de ces derniers.
Particle sizeParticle size is a notion introduced for comparing dimensions of solid particles (flecks), liquid particles (droplets), or gaseous particles (bubbles). The notion of particle size applies to particles in colloids, in ecology, in granular material (whether airborne or not), and to particles that form a granular material (see also grain size). Particle size measurement There are several methods for measuring particle size and particle size distribution. Some of them are based on light, other on ultrasound, or electric field, or gravity, or centrifugation.
