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Thèse soutenue

Prétraitements chimiques de substrats métalliques (Pt, Al, et Ti) par des thiols pour le greffage de polymères conducteurs

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Auteur / Autrice : Zineb Mekhalif
Direction : Francis Garnier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Paris 6
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Clavilier, Philippe Lang, Pierre Camille Lacaze, Djaafar Benachour, Marius Chemla, Hubert Hocquaux

Résumé

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L’électrodéposition d'un polymère conducteur par voie anodique sur des métaux oxydables est très difficile voire impossible. Le métal s'oxydant ou se dissolvant à un potentiel inférieur à celui du monomère empêche l'électropolymérisation et conduit à des films de mauvaise qualité. Dans ce travail, nous proposons une méthode originale consistant à prétraiter chimiquement le métal par des molécules bipolaires possédant d'une part un groupement thiol capable de former une liaison chimique forte avec la surface du métal et d'autre part un groupement aromatique qui constituera le siège d'un greffage électrochimique ultérieur d'un polymère tel que le polybithiophène. La première étape a concerné l'étude du système modèle platine/monocouche de thiol. Ces études, menées par électrochimie, mesure d'angles de contact et par spectroscopie Auger, ont permis la détermination des conditions optimales pour la formation d'une monocouche dense, compacte et bloquante. Une concentration élevée, un temps d'immersion de quelques minutes, une absence d'oxygène a la surface et dans la solution ainsi qu'une longue chaine alkyle substituée sur le groupement thiol, sont les conditions nécessaires pour la formation d'une monocouche de bonne qualité. La deuxième étape a porté sur l'étude du greffage électrochimique du polybithiophène sur le système initialement étudié. Par comparaison au greffage sur une surface de platine non prétraitée, nous avons montré que le prétraitement influe sur les propriétés de croissance du polymère et améliore les propriétés électrochimiques et structurales du polybithiophène. Une corrélation entre les propriétés du film et celles de la monocouche de thiol a été établie. La généralisation d'un tel prétraitement chimique au cas de l'aluminium et du titane par les thiols aromatiques a permis d'une part de pallier à l'oxydation électrochimique du métal, et d'autre part d'améliorer les propriétés électrochimiques et structurales de film de polymère et particulièrement de son adhérence.