Electrochemical Nano & Microstructuration of Switchable Organic Layers

• Auteur / Autrice : Luis Miguel Martins dos Santos
• Direction : Jean-Christophe Lacroix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Surfaces, interfaces, réactivité, adhésion
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fonctionnalisation des surfaces (chimie)

Conducteurs organiques

Électrochimie

Nanostructures

Résumé

L'objectif de cette thèse est d'utiliser l'électrochimie comme outil pour modifier et micro/nano structurer des surfaces. Dans ce contexte, des couches organiques minces ont été générée sur la surface de l'électrode en utilisant la réduction électrochimique de sels de diazonium. Les couches ont ensuite été post-fonctionnalisées par l'électropolymérisation d'un monomère. Cette stratégie conduit à une liaison covalente entre le polymère et le film organique précédemment greffé, entraînant à une amélioration de la stabilité du polymère. Par ailleurs, le greffage par voie électrochimique d'un sel de diazonium insoluble dans l'eau, en milieu aqueux a été réalisé sur une électrode de carbone vitreux (GC) en utilisant la complexation « hôte-invité ». Une couche mince organique structurée sub-micrométriquement a ensuite été obtenue en utilisant simplement des moyens électrochimiques. Des surfaces organiques nano/microstructurés ont également été préparées en utilisant Lithographie par Nanosphère. Dans ce cas, le dépôt de divers polymères conducteurs et des couches minces organiques sur un certain nombre de substrats (tel que ITO, GCE, cuivre et de l'acier) a été réalisé par voie électrochimique. Les surfaces obtenues sont homogènes et présentent une structure en nid d'abeilles 2-D bien organisée. Certaines de ces nano/microstructures organiques ont encore été fonctionnalisées par l'électrodéposition d'un second matériau (organique ou inorganique) dans les trous, afin de générer de nouvelles surfaces hybrides.

The aim of this thesis is to use electrochemistry as a tool to generate various modified and micro/nano structured surfaces. In this context, thin organic layers were attached onto electrode surface using the electroreduction of diazonium compounds. The attached layers were then further functionalized through the electropolymerization of a monomer. This strategy conduces to the covalent attachment of a polymer to the previously grafted organic film leading to an enhancement of the polymer stability. Beside that, the electrochemical grafting of a water-insoluble diazonium salt, in aqueous media was achieved onto GCE using host-guest complexation. A thin sub-micrometric structured organic layer was then obtained by simply using electrochemical means. Nano/microstructured organic surfaces were also prepared using Nanosphere Lithography. In this case, the deposition of various conducting polymers and thin organic films onto a number of substrates (such as Indium Tin Oxide (ITO), glassy carbon (GC), copper and steel) was achieved electrochemically. The resulting surfaces are homogeneous and show a well-organized 2-D honeycomb structure. Some of these abovementioned organic nano/microstructures were further functionalized by the electrodeposition of a second (organic or inorganic) material in the holes, in order to generate novel hybrid surfaces.