Nanoparticules et colloïdes multifonctionnels à base de clusters d’éléments de transition et complexes de lanthanides

Multifunctional nanoparticles and colloids based on clusters of transition elements and lanthanide complexes

• Auteur / Autrice : Chrystelle Neaime
• Direction : Carole Daiguebonne, Fabien Grasset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 08/10/2015
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes
• Partenaire(s) de recherche : : Université européenne de Bretagne (2007-2016)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Luneau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Carole Daiguebonne, Fabien Grasset, Dominique Luneau, Talal Mallah, Thierry Gacoin, Benjamin Dierre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Talal Mallah, Thierry Gacoin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silice

Colloïdes

Luminescence

Terres rares

Clusters (chimie)

Microémulsions

Nanoparticules

Mots clés libres

Nano-polymères de coordination

Nanoparticles

Microemulsion

Microclusters

Rare earths

Luminescence

Colloids

Silica

Résumé

La première partie de ce travail porte sur l’élaboration et la caractérisation de nouvelles nanoparticules (NPs) multifonctionnelles de silice à architectures complexes. L’enjeu est de répondre à la demande croissante d’élaboration de nouveaux systèmes colloïdaux non toxiques, magnétiques et/ou luminescents dans la région NIR pour des applications potentielles en biotechnologie. Cet objectif a été atteint en associant intimement des composés à clusters de molybdène avec des nanocristaux de maghémite et/ou d’or dans une NPs de silice de 50 nm. Une évaluation de la cytotoxicité des NPs contenant des clusters d’éléments de transition Cs2Mo6Br14 ainsi qu’un suivi par microscopie de fluorescence en temps retardé des NPs Cs2Mo6I8(C2F5COO)6@SiO2 incorporées dans des cellules cancéreuses sont présentés. Dans la deuxième partie, des poudres microcristallines de composés hétéronucléaires de polymères de coordination à base de terres rares de formule chimique générale [Ln2-2xLn’2x(bdc)3,4H2O]∞ avec 0 ≤ x ≤ 1 ont été nanométrisées dans du glycérol. Ces NPs présentent des propriétés luminescentes identiques à celles du matériau massif. Une étude détaillée de cette nouvelle voie de synthèse répondant aux principes de la chimie verte ainsi qu’une étude de la stabilité en fonction du temps et de la dilution des colloïdes obtenus ont été réalisées.

The first part of this work involves the development and characterization ofnovel nanoparticles (NPs) of multifunctional silica with complex architectures.The challenge is to meet the increasing demand for development of newnon-toxic colloidal systems, magnetic and/or luminescent in the NIR regionfor potential applications in biotechnology. This objective was achievedby closely associating molybdenum clusters compounds with maghemitenanocrystals and/or gold in 50 nm silica NPs. An evaluation of thecytotoxicity of NPs containing clusters of transition elements of Cs2Mo6Br14and a time-gated fluorescence microscopy of Cs2Mo6I8(C2F5COO)6@SiO2NPs incorporated in cancer cells are presented.In the second part, microcrystalline powders of heteronuclear lanthanidebasedcoordination polymers with general chemical formula [Ln2-2xLn’2x(bdc)3,4H2O] ∞ 0 ≤ x ≤ 1 were dissolved in glycerol . These NPsexhibit luminescent properties identical to that of the bulk material.A detailed study of this new green synthetic route and a study of thestability over time and a dilution of the obtained colloids were performed.