Thèse soutenue

Etude du transfert électronique sur électrode d'or recouverte d'une monocouche moléculaire : Influence de l'adsorption de centres redox ou de nanoparticules métalliques
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Auteur / Autrice : Alexandre Da silva
Direction : Philippe Allongue
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 05/04/2022
Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
Laboratoire : Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (Palaiseau, Essonne)
Jury : Président / Présidente : Emmanuel Maisonhaute
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Allongue, Benoît Limoges, Neus Vila, Christophe Renault, Jean-Marc Nöel
Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Limoges, Neus Vila

Résumé

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Les capteurs bio-électrochimiques reposent sur l’association d’une électrode conductrice et d’une couche organique fonctionnalisée. L’intérêt sur ce type de capteur repose sur la flexibilité des choix et des formes des matériaux qui composent cette structure qui permet de s’adapter à un large choix d’applications. Une architecture complexe, visant à augmenter la surface spécifique, et l’ajout de relais conducteurs (ex. (nano)particules métalliques, nanotubes de carbones) améliorent généralement la sensibilité du système mais compliquent fortement l’interprétation détaillée de leur fonctionnement.Dans cette thèse nous considérons des systèmes modèles composés d’une électrode d’or plane recouverte d’une monocouche auto-assemblée (SAM) fonctionnelle de 11-amino-undecanethiol. Les deux premiers chapitres de résultats sont consacrés à l’étude comparative du transfert électronique entre l’électrode d’or et une sonde redox soit en solution soit immobilisée sur la SAM. Dans une dernière partie nous étudions l’impact de la présence de nanoparticules métalliques d’or adsorbées sur la SAM sur le transfert électronique avec une sonde redox en solution. Ce travail repose sur l’utilisation de mesures électrochimiques (voltammétrie cyclique et spectroscopie d’impédance électrochimique) et d’observations par microscopie électronique à balayage (MEB). Les données sont analysées de manière quantitative selon des modèles analytiques et numériques, développés spécifiquement pour prendre en compte la complexité de systèmes réels, qui nous permettent de décrire la distribution du potentiel aux interfaces, de caractériser les différents chemins de conductions et la vitesse de transfert électronique.