Organisation de nanoparticules dans les phases ordonnées de copolymères diblocs amphiphiles

Organization of nanoparticles in ordered phases of amphiphilic diblock copolymers

• Auteur / Autrice : Benoît Maxit
• Direction : Virginie Ponsinet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques. Physicochimie de la matière condensée
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés amphiphiles

Copolymères séquencés

Autoassemblage

Nanoparticules

Résumé

Les copolymères diblocs poly(styréne)-b-poly(acide acrylique) présentent une microséparaion de phase et s'ordonnent en phase sphrique, hexagonale ou lamellaire dans leur état solide. Dans l'eau, ces nanostructures gonflent sélectivement en conservant leur ordre à grande distance car l'eau pénètre dans les domaines de PAA sans affecter les coeurs de PS, hydrophobes et vitreux. La période des phases lamellaires et hexagonales dispersées dépend alors du degré d'ionisation des brosses de PAA, contrôlable via le pH. Le gonglement de ces structures est étudié par diffusion des rayons X aux petits angles (DXPA) et pr cryofracture et microscopie électronique à transmission (EF-TEM). Nous utilisons ces propriétés de gonflement contrôlé pour préparer des nanocomposites ordonnés de copolymères et de nanaoparticules minérales. Cette approche consiste en une incorporation sélective des nanoparticules dans les domaines de PAA des phases ordonnées en utilisant l'eau comme vecteur. Un modèle simple nous permet d'estimer l'équilibre des effets d'interactions et de confinement lors de l'incorporation des nanoparticules en fonction des paramètres (pH, morphologie, taille des particules). Nous vérifions expérimentalement ces résultats en utilisant des nanoparticules de silice et d'oxyde de cérium et par des analyses effectuées en DXPA et en EF-TEM sur structure interne des systèmes hybrides dispersés ainsi que sur les nanocomposites finaux obtenus après séchage. Nous obtenons en particulier des structures lamellaires contenant jusqu'à 12 % en volume de nanoparticules d'oxydes bien ordonnées. De tels nanocomposites sont prometteurs pour des applications en matériaux fonctionnels.