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Publié parFrédéric Landry Modifié depuis plus de 8 années
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Materiali ibridi auto-organizzati. Joël J.E. Moreau Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire, UMR CNRS 5076, Ecole Nationale Supérieure de Chimie, 8, rue de l’Ecole Normale, Montpellier (France) Palermo 11-11-04
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UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Self-assembly surfactant Condensation Surfactant removal Mesoporous silica UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Templated synthesis of functionalised mesoporous silica surfactant surfactant removal Mesoporous silica with pendant functional groups within the pores UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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TEM image and electron diffraction pattern (inset) of the hybrid mesoporous material with 2D-hexagonal symmetry Templated synthesis of mesoporous bridged silsesquioxanes Inagaki et al JACS, 1999 Inagaki, Stein, Ozin… UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Towards self-assembled hybrid solids Molecular precursor with self-assembly properties UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Self-assembled hybrid solids Is there a possible transcrition of the self-association and self-organisation properties of the organic fragment to the inorganic network? UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Molecular precursors with self-assembly properties Shinkai, Feringa, et al
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UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire Chiral molecules with self-assembly properties Chiral organic substruture (R,R) or (S,S) versus racemic mixture Self-assembling by urea groups
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UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Solid state NMR of the hybrid silica (acid catalysed hydrolysis in water) 29 Si T2T2 T3T3 13 C UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Helical hybrid silicas: chirality transcription from the precursor molecule to the hybrid solid UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Chirality transcription to form helical hybrid silicas UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Hydrolysis of pure (S,S) enantiomer: (fibrous morphology) width 0.3-1 m and length up to 15 m Hydrolysis of (R,R) (S,S) racemic mixture: (featureless morphology) SEM images of the hybrid silicas (acid catalysed hydrolysis in water) UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Chiral hybrid silica (base catalysed hydrolysis in ethanol/water) UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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T3T3 29 Si 13 C Solid state NMR of the hybrid silica (base catalysed hydrolysis in ethanol/water) UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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SEM images of the hybrid silicas (base catalysed hydrolysis in ethanol/water) Sizes of hollow tubes: Length: up to 15 m External width: 0.5-2 m Size of rectangular channels: 0.3-1.6 m Thickness of shells: 0.1-0.6 m UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Longitudinal juxtaposition of fibers (15-25 nm wide) Rough outer surface TEM images of tubular hybrid silicas UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Racemic hybrid silica (base catalysed hydrolysis in ethanol/water) UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Hybrid silica from pure enantiomer R,R or S,S: hollow tubes Hybrid silica from racemic mixture: spheres (0.3-2 m) SEM images of the hybrid silicas (base catalysed hydrolysis in ethanol/water) UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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The reaction was performed in a mixture of ethanol and water (V/V=2/5) 1 – the precursor was first dissolved in ethanol 2 – water was added : white precipitate appeared (microcrystals) 3 – NaOH was added and the mixture was heated at 80°C 4 – the white powder was filtered, washed with water then ethanol 5 – the solid was air-dried at 110 °C Reaction procedure: UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire Mechanism of the formation of the hollow tubular structures
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SEM images of micro-crystals formed from R,R-enantiomer Size of the rectangular rods: 2-12 mm long and 0.3-1.5 mm wide Size and shape similarities to the channel of the tubes UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Incipient crystallisation Surface hydrolysis Ethanol formation Solubilisation of the precursor Polycondensation on the outer surface Proposed mechanism for the formation of the tubular structures UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Evidence for the formation of the hollow tubes from TEM studies Dissolution of the precursor After 1 hour reaction: Final material:
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Self-assembled molecules combining hydrogen bonding and hydrophobic interactions UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Self-assembled C12 hybrid silica (acid catalysed hydrolysis in water) UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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13 C Solid state NMR of the hybrid silica (acid catalysed hydrolysis in water) T2T2 UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Powder X-ray diffraction of C12 hybrid silica UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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SEM and TEM images of C12 hybrid silica UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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X-ray diffraction of Cn hybrid silicas UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Proposed structure of self assembled C12 hybrid silica UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Polarization dependence of the vibration modes using IRTF-ATR = 120 cm -1 in the absence of H-bonding C=O = 1618 cm -1 NH = 1583 cm -1 = 35 cm -1 vibration modes : (amide 1, amide 2) Ordered hybrid Amorphous hybrid UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Self-assembled soluble molecules containing aromatic luminescent sustructures UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Organic Gel / Hybrid Gel transcription process UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Birefringent properties of self-assembled organic gel and hybrid gel polarizer ⊜ polarizer ⊕ polarizer ⊗ UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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SEM images of self-assembled organic gel and hybrid gel UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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X-ray diffraction patterns of self-assembled organic gel and hybrid gel UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Blue fluorescence of self-assembled organic gel and hybrid gel Blue fluorescence under UV irradiation at 346 nm UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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New approach for the self-organisation of hybrid materials via the controlled hydrolysis of functional molecules capable of auto-association by H-bond * Chirality transcription from a molecule to the hybrid solid - Right-handed helical fibers from (R,R) enantiomer - Left-handed helical fibers from (S,S) enantiomer * Long range ordered hybrid silica with lamellar morphology. Conclusion * Transcription of the supramolecular organisation in an organogel to a hybrid silica UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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Acknowlegments
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Self-Organised Hybrid Silicas with Long Range Ordered Lamellar Structure : Organogel/ Hybrid Gel Transcription Process : Chirality Transcription of Molecular Precursors to Hybrid Silicas: Self-Organised Hybrid Silicas: selected references J.J.E Moreau, L. Vellutini, M. Wong Chi Man and C. Bied J. Am. Chem. Soc. 1509-1510, 123, 2001 J.J.E Moreau, B. Pichon, M. Wong Chi Man, C. Bied, J-L Bantignies,P. Dieudonné and J-L Sauvajol, Angew. Chem. Int. Ed.203-206, 43, 2004 O. Dautel, J-P. Lère-Porte, J.J.E. Moreau, M. Wong Chi Man Chem. Comm., 2662-2663, 2003 Mechanism of self-structuration: J.J.E Moreau, L. Vellutini, M. Wong Chi Man and C. Bied Chem. Eur. J. 1594-1599, 9, 2003 Shaped-Controlled Bridged Silsesquioxanes: J.J.E Moreau, L. Vellutini, M. Wong Chi Man, C. Bied, J-L Bantignies, P. Dieudonné and J-L Sauvajol, J. Am. Chem. Soc.,7957-7958, 123, 2001 UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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The ENSCM at « rue de l’Ecole Normale » A National Graduate School of Chemistry in Montpellier
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UV-Visible absorption and emission spectra of molecular precursor and hybrid gel UMR CNRS 5076: Hétérochimie Moléculaire et Macromoléculaire
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OR OH HO RO HO OR OH HO RO HO OR OH HO RO HO Si(OR) 3 (HO) 2 ROSi SiOR(OH) 2 HO(RO) 2 Si Si(OR ) 2 OH (HO) 2 ROSi (OR) 3 S i S i S i S i O H O O O O RO OR (OR) 2 S i S i O S i (RO) 2 S i O (OR) 2 HO OH Mechanism of the formation of the hollow tubular structures
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