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3D multiscale analysis of the hierarchical porosity in Coscinodiscus sp. diatoms using a combination of tomographic techniques

Authors :
Othmane Darouich
Walid Baaziz
Dris Ihiawakrim
Charles Hirlimann
Danièle Spehner
Patrick Schultz
Hedwige Poncet
Virgile Rouchon
Sana Labidi
Corinne Petit
Pierre Levitz
Ovidiu Ersen
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
IFP Energies nouvelles (IFPEN)
Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (ICPEES)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
APC 1902 €
ANR-10-IDEX-0002,UNISTRA,Par-delà les frontières, l'Université de Strasbourg(2010)
ANR-20-SFRI-0002,GP-DS,Graduate Programs pour les études doctorales(2020)
ANR-17-EURE-0024,QMAT,Quantum Science and Nanomaterials(2017)
Belli, Catherine
Initiative d'excellence - Par-delà les frontières, l'Université de Strasbourg - - UNISTRA2010 - ANR-10-IDEX-0002 - IDEX - VALID
Graduate Programs pour les études doctorales - - GP-DS2020 - ANR-20-SFRI-0002 - SFRI - VALID
Quantum Science and Nanomaterials - - QMAT2017 - ANR-17-EURE-0024 - EURE - VALID
Source :
Nanoscale Advances, Nanoscale Advances, 2022, 4 (6), pp.1587-1598. ⟨10.1039/d1na00691f⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
Royal Society of Chemistry (RSC), 2022.

Abstract

International audience; A full 3D analysis of the hierarchical porosity in Coscinodiscus sp. diatom structures was carried out by using a multiscale approach that combines three advanced volumetric imaging techniques with resolutions and fields of view covering all the porous characteristics of such complex architectures: electron tomography, "slice and view" approach that uses a dual-beam microscope (FIB-SEM), and array tomography consisting of serial imaging of ultrathin specimen sections. This multiscale approach allowed the whole porosity network to be quantified and provided an unprecedented structural insight into these natural nanostructured materials with internal organization ranging from micrometer to nanometer. The analysed species is made of several nested layers with different pore sizes, shapes and connectivities and characterized by the presence of interconnected pores structured in various ways. The first evidence of the presence of a nanometric porosity made of ellipsoidal pores in the siliceous diatom frustules is also provided.

Details

ISSN :
25160230
Volume :
4
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nanoscale Advances
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b1597edc1ead8f0436f6f81234a9ce6c
Full Text :
https://doi.org/10.1039/d1na00691f