Matériaux hybrides organiques-inorganiques photochromes

Photochromic hybrid organic-inorganic materials

• Auteur / Autrice : Olga Kameneva
• Direction : Andrei Kanaev
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photochromes

Nanocomposites

Oxyde de titane

Polymérisation

Résumé

Différents nanocomposites hybrides formés d’un réseau d’oxyde de titane et de poly(hydroxyéthyl métahcrylate) ont été élaborés. La synthèse suivie permet d’obtenir des monolithes optiquement transparents et de s’affranchir des phénomènes de fissuration et de retrait [<10%] souvent rencontrés lors de l’élaboration de pièces massives via le procédé sol-gel. Nous avons pu observer des propriétés optiques, en terme de photochromisme, pour les matériaux similaires à celles de gels humides : une intensité de coloration élevée des échantillons, et une stabilité de coloration très longue. Ces propriétés s’interprètent par la possibilité de piéger les électrons photoinduits sous la forme de Ti3+ responsables de la coloration ; et la possibilité de transférer et piéger les trous dans la composante organique. De plus, la présence d’une composante polymère vitreuse limite fortement la diffusion de l’oxygène et ralentie considérablement le processus réversible de décoloration. Nous avons démontré qu’il est indispensable de générer un réseau continu macroscopique d’entités oxo photoactives incorporées dans la phase polymère et d’avoir une interface hybride très étendue afin d’accommoder la réduction des Ti4+en Ti3+par la proximité de fonctions oxydables, pour atteindre des rendements de coloration élevés. Ces matériaux sont alors de bons candidats pour l’élaboration de dispositifs optiques pour la photo-impression 2D et 3D. Des photopatternings avec une résolution de 5 microns ont pu être ainsi réalisés par le processus à 2 photons en utilisant un laser femtoseconde Ti: sapphire (800 nm).