Quand la chimie transforme l’argent en nanomatériaux innovants

Autrefois, l’alchimie se préoccupait de l’épineuse question de comment “transformer le plomb en or”. Depuis, une équipe de recherche de Montpellier (IEM, ChemLab, UAR PAC, ICGM) et de Poitiers (IC2MP), dirigée par Yaovi Holade (IEM, ENSCM, IUF), a utilisé la chimie pour transformer l’argent (un métal) en argent-platine-palladium (trois métaux), créant ainsi une bibliothèque de nanomatériaux dans lesquels les contraintes que les atomes exercent les uns sur les autres représentent un précieux levier pour différentes applications, par exemple la catalyse. Les compétences spécifiques du personnel de ChemLab en synthèse chimique (Ing. Dr. Marie-Agnès Lacour) ont été mobilisées pour préparer les nanomatériaux. Un nanomatériau est environ 50 000 fois plus petit que l’épaisseur d’un cheveu humain.

Marie-Agnès Lacour Responsable de La Plateforme ChemLab – ENSCM	Yaovi Holade Maitre de conférences – Memebre IUF Délégué à la formation en entreprises

En effet, les travaux publiés en juin 2026 dans la revue Chemistry of Materials portent sur une nouvelle recette de synthèse éco-responsable pour transformer chimiquement des nanoparticules d’argent en nanoarchitectures complexes à trois métaux (argent, palladium et platine). Un tel tour de force en ingénierie chimique des nanostructures métalliques permet de révéler leur potentiel insoupçonné, notamment dans le domaine des procédés électrochimiques à bas carbone pour la conversion de l’énergie chimique en énergie électrique et inversement. Cette recette revisite des principes de l’électrochimie physique connus depuis des siècles, le « remplacement galvanique », qui résulte de la différence de potentiel électrochimique (capacité à perdre ou à recevoir des électrons) entre les espèces de deux couples (redox !). Par exemple, tout le monde désire des objets ou des bijoux en or plutôt qu’en fer. Eh bien, c’est parce que l’or « cède difficilement des électrons » par rapport au fer. Dans le jargon des électrochimistes, on dit que « l’or est plus noble que le fer ». C’est ce principe fondamental de chimie que les chercheurs.ses ont exploité à une échelle nanométrique où l’argent reste (car des chercheurs évoquent parfois l’inversion) moins noble que le platine et le palladium.

Ainsi, la couverture du journal fige la dynamique de ces remplacements concertés durant lesquels les ions (des atomes qui ont perdu des électrons) de platine (symbole Pt²⁺) et de palladium (symbole Pd²⁺) convergent vers une particule d’argent pour lui soutirer des électrons, provoquant l’éjection d’ions d’argent (symbole Ag⁺). Si l’on fait le compte des dépenses et des recettes (comme le disait Lavoisier, « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »), il faut faire sortir 2 atomes d’argent pour faire entrer 1 atome de platine ou de palladium, d’où « 4 arrivants pour 8 partants » sur l’illustration, créant ainsi de la porosité dans le matériau pour une plus grande surface de contact. En contrôlant les vitesses des différentes réactions (par exemple en chauffant un peu !), il est possible de sculpter sur mesure une banque d’architectures multifonctionnelles pour différentes applications, car chaque métal présente des spécificités chimiques et physiques, en plus de l’effet cocktail !