Sélection 2015

Conception de matériaux hybrides multifonctionnels pour la capture et la détection de composés organiques volatiles (COVs)…

Doctorant :
Kevin Dedecker
Partenaires membres de la FSP :
Christian Serre (UVSQ, ENS et ESPCI)

Bertrand Lavédrine (CRCC)
... : application à la conservation préventive des objets du patrimoine.

Il s'agit de l’étude de matériaux poreux de type Metal Organic Frameworks (MOFs) pour la capture et la détection de composés organiques volatils (COVs) dans le contexte de la préservation des objets du patrimoine.
Lors de leur stockage ou de leur exposition, les matériaux du patrimoine sont soumis à des processus physico-chimiques d’altération liés à leur environnement en particulier les polluants primaires (dioxyde de soufre ; oxydes d’azote), secondaires (ozone) ou composés organiques volatils (COVs) et les aérosols de sources diverses (naturelles ou anthropiques). Il a été démontré que ces gaz se comportent comme des agents de corrosion, d’hydrolyse et d’oxydation. Ce projet porte sur la conception de nouveaux matériaux hybrides multifonctionnels associant des solides hybrides poreux cristallisés de type MOFs (Metal Organic Frameworks) et des nanoparticules métalliques en vue d'adsorber et/ou détecter sélectivement des COVs dans les conditions ambiantes (50 % d'humidité, température ambiante).

L'objectif du projet QUAM est de prévenir l'altération de différents matériaux du patrimoine (polymères synthétiques et naturels, métaux, etc.) quand ils sont conservés dans un environnement pollué. Les remarquables propriétés d’adsorption (sensibilité, sélectivité, capacité…) et la grande versatilité des MOFs (acidité, balance hydrophile/hydrophobe, taille/forme des pores…) seront utilisées pour pré-concentrer ou sélectionner les polluants tandis que les nanoparticules métalliques (Au) permettront de détecter leur présence, en permettant de concevoir aussi de nouveaux capteurs optiques directement utilisables dans une vitrine d’un musée ou dans une réserve.

Intérêts sociétaux et valorisation

Les résultats obtenus permettent d’avoir une meilleure compréhension des phénomènes de (co-)adsorption des adsorbants de type MOFs (Metal-Organic Frameworks) pour la capture de Composés Organiques Volatils (COVs) dans le contexte de la préservation des objets du patrimoine (livres, peintures, films cinématographiques et photographies).

Ils confirment également le potentiel de cette famille de matériaux pour la protection d’œuvres culturelles et la possibilité de leur utilisation future à la place des adsorbants conventionnels (charbons actifs et zéolithes). La valorisation de ce travail fera l’objet de publications scientifiques, d’échanges au sein de conférences scientifiques, de brevets et d’une étude poussée pour une éventuelle industrialisation.

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