Synthèse à différentes interfaces de films bio-inspirés du byssus de la moule : Influence de la nature de l'oxydant à l'interface solide-liquide et d'ajout de polymères à l'interface air-eau

Synthesis at different interfaces of bio-inspired films from mussels' byssus : influence of the oxidant nature at the solid/liquid interface and the addition of polymer at the air/water interface

• Auteur / Autrice : Florian Ponzio
• Direction : Vincent Ball
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 23/09/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomatériaux et bioingénierie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Bégin-Colin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Aránzazu del Campo, Marc Michel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solubilisation

Oxydants

Couches minces

Dopamine

Mots clés libres

Polydopamine

Films minces

Mécanisme réactionel

Superhydrophilie

Biomimétisme

Matériaux stimuli responsifs

Polydopamine

Thin films

Reaction mechanism

Superhydrophilicity

Biomimetism

Stimuli responsive materials

Résumé

Les matériaux à base de polydopamine (PDA) s’inspirent de la forte adhésion du byssus de la moule sous l’eau. L’oligomérisation de la dopamine dans un milieu basique permet la formation de revêtement de PDA sur n’importe quel matériau. En plus de la simplicité du procédé celui-ci est vert et versatile. La PDA a des propriétés similaires aux mélanines, d’où son utilisation dans le domaine des phénomènes de conversion d’énergie, de l’environnement et du biomédical. Cependant la structure de la PDA étant inconnue, l’élaboration de matériaux basés sur la relation structure propriétés est difficile. L’un des buts de cette thèse a été de comprendre cette relation pour élaborer de nouveaux matériaux de PDA. En choisissant l’oxydant adéquat nous avons déposé un film épais, superhydrophile et biocompatible sur n’importe quels substrats. De plus nous avons découverts la possibilité de former des films de PDA à l’interface air/eau. L’étude de ce phénomène a permis de former des membranes autosupportées et stimuli responsives.

Polydopamine (PDA) materials are inspired from mussels’ byssus strong adhesion underwater. The oligomerization of dopamine in a basic medium allows forming a PDA coating on virtually any materials. In addition to the simplicity, ecofriendly and versatility of the deposition method, PDA has properties similar to those of melanin pigments and displays many outstanding properties. Thus PDAis widely used in energy, environmental and biomedical sciences. However design of PDA based new materials with tailored properties is a challenge since its structure is still unknown. In that sense one of the aims of this thesis is to gain knowledge in PDA structure-property relationship in order to design PDA materials with new properties. By choosing the appropriate oxidant we deposited thick and superhydrophylic films on any materials for the elaboration of low fouling and biocompatible surfaces. Additionally we discovered the possibility to form PDA films at the air/water interface. The investigation of this phenomenon led to the formation of stimuli responsive free standing membranes.