Des matériaux ioniques supramoléculaires : vers des applications en détection

Supramolecular ionic materials towards applications in detection

• Auteur / Autrice : Alexandre Al Abbas
• Direction : Laurent Douce, Rémi Barillon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique des matériaux
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imidazolium -- Composés

Composés complexes

Cristaux liquides

Liquides ioniques

Résumé

La première partie du travail consiste à corréler les concepts de la chimie supramoléculaire (cristaux liquides) avec le domaine des liquides ioniques. Nous faisons varier la structure environnante de deux unités imidazolium reliées par un espaceur flexible (longueur de la chaîne alkyle centrale et terminale, nombre de chaînes aliphatiques, position des unités imidazolium). A partir de l’étude de ces nouveaux composés dimères bis-imidazolium, nous avons ajusté les propriétés mésomorphes en faisant varier la nature du couple anion/cation. Nous obtenons ainsi des matériaux mésomorphes supramoléculaires à réticulation non covalente. La deuxième partie du travail consiste à développer un détecteur solide supportant la mise sous vide tout en permettant la discrimination des rayonnements ionisants. Pour obtenir ce type de matériaux on combine les propriétés de luminescence de l’unité oxazole à celle des liquides ioniques. La détection des neutrons est possible par l’utilisation de la méthode de discrimination par comparaison des formes de l'impulsion délivrée par les scintillateurs. Cette méthode consiste à identifier la nature des particules interagissant dans le matériau en comparant leurs déclins de fluorescence.

The convergence of supramolecular and ionic liquids fields could provide to a vast range of ionic liquid crystal materials. In the first part of this work, we have decorated the periphery of two imidazolium units linked by a flexible spacer. We have study the mesomorphic properties of those dimers by changing both the cation (terminal alkyl chain length, number of terminal alkyl chain and position of the imidazolium units) and its counter anion (cyanometallates and trisdipicolinate lanthanides). Thus, we obtain supramolecular mesomorphic materials with non-covalent cross-linking. In the second part of the work, we have developed solid scintillators based on oxazole unit combining properties of ionic liquids and oxazole (luminescence). This new solid scintillators exhibit interesting properties for discrimination between neutron and gamma rays. The detection of neutrons is possible by pulse shape discrimination method by comparing the shape of the pulse delivered by the scintillator. This method consists in identifying the nature of interacting particles in the material by comparing their fluorescence decays.