Les nanohybrides à base de POM : une révolution pour les 100 prochaines années ?

Les nanohybrides à base de POM : une révolution pour les 100 prochaines années ?

Dans le domaine de la science des matériaux, une nouvelle classe de matériaux hybrides à l’échelle nanométrique pourrait révolutionner la durabilité dans divers secteurs industriels. La recherche sur ces substances, appelées nanohybrides à base de polyoxométalates (POM), n’en est qu’à ses débuts. Un groupe de chercheurs a récemment publié une étude exhaustive des progrès réalisés dans ce secteur et des défis à relever.

Qu’est-ce que les nanohybrides à base de POM ?

Les nanohybrides à base de POM sont une nouvelle classe de matériaux à l’échelle nanométrique qui ont le potentiel d’améliorer la durabilité dans divers systèmes énergétiques, les transports, les biocapteurs, la purification de l’eau et même l’impression 3D.

Les POM sont une vaste classe de composés inorganiques bon marché et stables, composés d’ions métalliques, généralement des métaux de transition comme le tungstène ou le molybdène, liés entre eux par des atomes d’oxygène pour former un réseau tridimensionnel. Ils sont généralement de grosses molécules complexes qui peuvent avoir une grande variété de formes et de tailles, et elles présentent une variété de propriétés intéressantes et utiles.

Ces nanohybrides ont des propriétés catalytiques uniques dans les réactions photo-électrochimiques, c’est-à-dire celles qui génèrent de l’électricité à partir de la lumière, ou qui décomposent l’eau en hydrogène et en oxygène produits de manière propre. Cela fait d’eux des candidats prometteurs pour un large éventail d’applications, notamment la conversion et le stockage d’énergie propre, ainsi que les capteurs et l’électronique qui ne dépendent pas de l’utilisation de sources d’énergie sales.

Structures représentatives de POM : (a) structure d’Anderson, [MnMo6O24]3- ; (b) Keggin, [PW12O40]3- ; (c) Wells-Dawson, [S2Mo18O62]6- ; (d) Preyssler, [NaP5W30O110]14- ; (e) la “Grande Roue” [Mo154(NO)14O420(OH)28(H2O)70]25±5- et (f) Keplerate [Mo132O372(CHCOO)30(H2O)72]42-. Les polyèdres gris ou bleus représentent des blocs de construction octaédriques [MO6] ou pyramidaux carrés [MO5] ; les polyèdres jaunes sont [XO4], et l’octaèdre orange est [MnO6]. Reproduit avec l’autorisation de Ref. [22], © American Chemical Society 2017.

L’état actuel de la recherche

Une équipe de chercheurs a produit un aperçu détaillé de l’état actuel de la recherche sur les nanohybrides (POM), traçant une voie pour la recherche dans ce domaine de pointe de la science des matériaux.

« Il y a eu une explosion de recherches sur les nanohybrides à base de POM ces dernières années, et nous avons donc pensé qu’il était temps de faire une pause et de produire un aperçu de l’état actuel des choses afin d’identifier les éventuelles lacunes de recherche et les controverses », a indiqué Guangjin Zhang, auteur correspondant de l’article de revue et chimiste des Académies chinoises des sciences.

En synthèse

Les nanohybrides à base de polyoxométalates (POM) offrent potentiellement une évolution majeure en matière de durabilité dans une grande variété d’industries. Cependant, la recherche sur ces substances n’en est qu’à ses débuts. Un groupe de chercheurs a produit une revue complète des progrès du secteur et des défis à relever.

Une nouvelle classe de matériaux hybrides à l’échelle nanométrique a le potentiel d’améliorer la durabilité dans les systèmes énergétiques, les transports, les biocapteurs, la purification de l’eau et même l’impression 3D, mais le domaine est encore très jeune.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que les nanohybrides à base de POM ?

Les nanohybrides POM sont une nouvelle classe de matériaux à l’échelle nanométrique qui ont le potentiel d’améliorer la durabilité dans divers systèmes énergétiques, les transports, les biocapteurs, la purification de l’eau et même l’impression 3D.

Quelles sont les propriétés uniques des nanohybrides POM ?

Les nanohybrides POM ont des propriétés catalytiques uniques dans les réactions photoélectrochimiques, c’est-à-dire celles qui génèrent de l’électricité à partir de la lumière, ou qui décomposent l’eau en hydrogène et en oxygène produits de manière propre.

Quel est l’état actuel de la recherche sur les nanohybrides POM ?

Une équipe de chercheurs a produit un aperçu détaillé de l’état actuel de la recherche sur les nanohybrides à base de POM, traçant une voie pour la recherche dans ce domaine de pointe de la science des matériaux.

Quels sont les défis à relever dans la recherche sur les nanohybrides POM ?

La recherche sur les nanohybrides POM est encore à ses débuts, et il reste de nombreux défis à relever, notamment en ce qui concerne la synthèse de ces matériaux et leur mise à l’échelle pour une utilisation industrielle.

Quel est le potentiel des nanohybrides POM pour la durabilité ?

Les nanohybrides POM ont le potentiel d’améliorer la durabilité dans une grande variété d’industries, notamment les systèmes énergétiques, les transports, les biocapteurs, la purification de l’eau et l’impression 3D.

Article de revue publié dans la revue Polyoxométalates le 30 septembre 2023. Article : “Design and synthesis of novel polyoxometalate-based binary and ternary nanohybrids for energy conversion and storage”.

Illustration montrant les applications potentielles et les variétés de nanohybrides à base de POM. Credit : Polyoxometalates, Tsinghua University Press

[ Rédaction ]

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