Modulation de l’interaction électrostatique entre nanomatériaux en solutions et aux interfaces : Vers la génération de surfaces fonctionnelles hybrides

Fine tuning of electrostatic interaction between nanomaterials in solutions and at interfaces : towards the fabrication of hybrid functional surfaces

• Auteur / Autrice : Sribharani Sekar
• Direction : Jean-Paul Chapel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-chimie de la matière condensée
• Date : Soutenance le 09/07/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche Paul Pascal (Pessac ; 1963-....) - Centre de recherches Paul Pascal / CRPP
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Berret, Ling Qi, Sébastien Lecommandoux, Philippe Richetti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Élodie Bourgeat-Lami, Serge Stoll

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interfaces solide-liquide

Nanoparticules

Électrostatique

Complexation

Mots clés libres

Complexation électrostatique

Nanomatériaux hybrides

Transition de dessalage

Couche par couche

Surface fonctionnelle

Electrostatic complexation

Hybrid nanomaterials

Desalting transition

Layer-by- Layer (LbL)

Functional surfaces

Résumé

Des couches fonctionnelles hybrides organiques/inorganiques ont été générées à une interface solide/liquide à l’aide d’une nouvelle technique de fabrication ascendante (bottomup) dénommée Croissance de Couche à partir d’une Surface (Surface Grown Layers - SgL)grâce à une modulation très fine de l’interaction électrostatique entre nano-objets decharges opposés en fonction de la force ionique de la dispersion aqueuse. Différents nanoparticules/tubes à la fois cationiques et anioniques et très stables vis-à-vis d’un environnement fortement salin ont été développés. La complexation électrostatique entre ces nanomatériaux a été étudiée en solution et près d’une interface au travers du concept de “transition de dessalage”. Dans un deuxième temps la croissance de couches hybrides à partird’un substrat a été étudiée en comparant l’approche SgL et la méthode classique d’adsorption séquentielle couche par couche (Layer by layer - LbL). Des expériences préliminaires ont montré le potentiel de cette approche dans le développement de substrats fonctionnels.

In this manuscript, one-step bottom-up fabrication of “smart organic-inorganic hybridfunctional layers” at a liquid/solid interface were fabricated via a novel surfacefunctionalization pathway termed as “Surface Grown Hybrid Functional Layers” or SgLthrough fine tuning of electrostatic interaction between “highly stable” and oppositelycharged nanomaterials as a function of ionic strength of the dispersion. Cationic and anionicnanomaterials based on different hybrid nanoparticles/nanotubes that are very stable towardshigh saline environment have been formulated. The electrostatic complexation between theseoppositely charged nanomaterials has been studied in bulk and at an interface through theconcept of “desalting transition” pathway. In a second step, the growth of functional hybridlayers directly from a substrate via the novel SgL approach was then compared with theconventional Layer-by-Layer approach (LbL). Finally the preliminary experiments haveshown the potential applications of generated functional surfaces.