Polymères électrodéposés nanostructurés : design et propriétés de films dérivés de monomères du thienothiophène et du pyrène

Nanostructured electrodeposited polymers : design and properties of films derived from thienothiophene and pyrene monomers

• Auteur / Autrice : Gabriela Ramos Chagas
• Direction : Frédéric Guittard, Thierry Darmanin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 27/11/2017
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique de la matière condensée (Nice) - Laboratoire de physique de la matière condensée
• Jury : Président / Présidente : Christophe Derail
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Guittard, Thierry Darmanin, Christophe Derail, Anne Gaucher, Cécile Gourgon, Daniel Eduardo Weibel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Gaucher, Cécile Gourgon
• DOI : 10.70675/1388a30fz1620z46f1zb371z85d88328fb9a

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymérisation

Surfaces

Polymères

Nanostructures

Mots clés libres

Nanostructure

Polymère

Surface

Électropolymérisation

Thiénothiophène

Pyrène

Nanostructure

Polymer

Surface

Electropolymerization

Thienothiophene

Pyrene

Résumé

Le contrôle de l'hydrophobie de surface et de l'adhésion à l'eau est un outil fondamental pour diverses applications. L'électropolymérisation est une méthode très polyvalente qui peut être utilisée pour contrôler ces paramètres et pour la production de matériaux nanostructurés à façon. Ici, nous montrons qu'en différentiant le noyau polymérisable (thienothiophène ou pyrène), des morphologies et des mouillabilités de surface variées sont produites par un procédé direct d'électropolymérisation. Des nanotubes et des structures en forme d'arbre sont obtenus en utilisant des dérivés de thienothiophène sans utiliser de membrane structurante. En fonction de la méthode d'électrodéposition et des paramètres, différents types de nanotubes sont obtenus. La méthode électrochimique et le substituant greffé jouent un rôle important dans la structuration de surface. Les surfaces affichent différents angles de contact, mais toujours une forte adhésion à l'eau. D'autre part, des pyrènes avec divers substituants sont utilisés pour conduire à des propriétés hydrophobes/superhydrophobes, fluorescentes et, pour la première fois, à des applications en anti-bioadhesion et anti-biofilm. Des copolymères de pyrène ont été électrodéposés pour donner des surfaces avec une sensibilité au pH et une adhérence contrôlable à l'eau. Une nouvelle méthode utilisant un système de catapult a été mise en œuvre pour mesurer le comportement adhésif de surfaces collantes et non collantes. Ainsi, il a été montré le rôle important du noyau de monomère sur les propriétés finales des surfaces ouvrant de nouvelles portes pour explorer ce domaine dans le domaine des sciences de surface et de leurs applications.

Controlling surface hydrophobicity and water adhesion is a fundamental tool for various applications. Electropolymerization is a very versatile method that can be used to control these parameters and for the production of tunable nanostructured materials. Here, we show that by differentiating the polymerizable core (thienothiophene or pyrene), varied surface morphologies and wettabilities are produced by a direct electropolymerization process. Nanotubes and tree-like structures are obtained starting from thienothiophene derivatives without using any template. Depending on the electrodeposition method and parameters, different kinds of nanotubes are obtained. The electrochemical method and the grafted substituent play an important role on the surface structuration. The surfaces display different contact angles, but always with high water adhesion. On the other hand, pyrenes with various substituents are employed to produce hydrophobic/ superhydrophobic and fluorescent surfaces and, for the first time, with anti-bioadhesion and anti-biofilm properties. Copolymers of pyrenes were electrodeposited to yield surfaces with pH-responsivity and controllable water adhesion. A new method using a catapult system was implemented to measure the adhesive behavior of sticky and non-sticky surfaces. Thus, it has been shown the important role of the monomer core on the final properties of the surfaces opening new doors to explore this domain in the surface science field and applications.