MR thèse 2006-21 - Bibliothèque Ecole Centrale Lyon

Chapitre V – Interface BSA/métal
Pourcentage atomique (%)
70
60
50
40
30
20
10
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Epaisseur calculée de Cr (nm)
C O N S Cr
Figure V-36 : Evolution des pourcentages
atomiques des éléments de la BSA et du
chrome métallique en fonction de l’épaisseur
de la couche de chrome calculée.
rapport de % atomique
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Epaisseur calculée de Cr (nm)
N/C S/N O/C
Figure V-37 : Evolution des rapports N/C,
S/N et O/C en fonction de l’épaisseur de la
couche de chrome
Les acquisitions centrées sur les éléments caractéristiques de la protéine et sur l’élément métallique
déposé sont présentées sur la figure V-39.
La décomposition des pics C1s permet d’observer les trois composantes caractéristiques de la protéine
ainsi que l’apparition d’une nouvelle composante à 282,8 eV qui croit avec l’épaisseur de la couche de
chrome déposée. Cette composante étant située à plus faible énergie de liaison, elle peut être attribuée à la
formation d’un carbure de chrome (Lackhar 1995, Shi 1994, Jordan 1987, deVos 2001, Chenite 1994).
La figure V-38, présentant les variations des fractions atomiques du carbone en fonction de l’épaisseur de
la couche de chrome déposée, nous permet d’observer deux étapes dans la formation de cette interface :
- La première étape est observée sur les 9 premiers angströms de l’interface et concerne le
mécanisme réactionnel.
- La seconde étape est observée pour une épaisseur de dépôt supérieure à 0,9 nm et correspond à
l’effet d’écrantage des composantes de la protéine en raison de l’augmentation de l’épaisseur de
la couche de chrome.
Dès les premiers dépôts de chrome, les composantes C-(O,N) et (N)-C=O diminuent essentiellement au
profit de la composante C-(C,H) puis au profit de celle du carbure (C-Cr). En effet, l’augmentation de la
composante C-(C,H) est plus importante comparativement à celle de C-Cr. La formation d’un film
carboné a précédemment été observée lors de travaux concernant la métallisation du nylon 6 par le fer
(Wagner 2003). L’auteur explique la formation de ce film par la formation de liaisons C-C entre les
radicaux carbonés résultant du clivage des liaisons C-N, N-H et C=O généré par la métallisation du
polymère. Il est donc probable que le carbure se forme à partir de cette contribution du carbone,
probablement générée par une attaque simultanée du chrome sur les groupements carbonyles (C=O). La
formation de carbure serait donc un événement secondaire à l’attaque du chrome sur les groupements
C=O et C-N.
Au-delà de ces premiers angströms, la composante C-(C,H) n’augmente plus, mais diminue de concert
avec les composantes C-(O,N) et (N)-C=O caractéristiques de la protéine et simultanément à
l’augmentation du carbure. Ceci indiquerait donc une atténuation des signaux provenant de la protéine et
de l’interface formée en raison de l’augmentation de l’épaisseur de la couche de chrome.
Une précision, concernant la composante carboxyle (O-C=O), mérite d’être apportée. Lors de la
décomposition des pics du carbone, nous avons observé un élargissement des pics vers les plus hautes
énergies de liaison. Compte tenu de l’existence de telles fonctions dans la protéine, nous avons ajouté une
contribution supplémentaire. Néanmoins, nous pensons que cet élargissement pourrait être associé à
l’augmentation du fond généré par les photoélectrons qui sont issus d’une zone plus profonde.
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