Synthèse et caractérisation des ionomères et des poly(fullerènes) pour une application prometteuse en électronique organique

Synthesis and Characterization of Ionomers andPoly(fullerene)sfor Promising Application in Organic Electronics.

• Auteur / Autrice : Jéssyka Bittencourt
• Direction : Roger C. Hiorns, Clarissa De Almeida Olivati
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie polymères
• Date : Soutenance le 20/10/2023
• Etablissement(s) : Pau en cotutelle avec Universidade Federal de São Paulo (Brésil)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les matériaux (Pau)
• Jury : Président / Présidente : Michel Rérat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Roger C. Hiorns, Clarissa De Almeida Olivati, Marli Leite de moraes, Caroline Duc, Marystela Ferreira
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marli Leite de moraes, Caroline Duc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères

Capteurs solaires

Mots clés libres

Dispositifs organiques

Polymère

Relations structure-Propriété

Poly(fullerene)s

Organic devices

Polymer

Structure-Property relationships

Poly(fullerene)s

Résumé

Le développement de capteurs passe par plusieurs paramètres qui doivent être analysés systématiquement, parmi lesquels : le potentiel de détection rapide, la sensibilité, la sélectivité, la préparation des échantillons, la concentration et la portabilité. Pour cela, le traitement des matériaux, qui implique une couche sensorielle, mérite une attention particulière afin que les performances finales soient satisfaisantes. Outre le traitement, l'application et la synthèse de nouveaux matériaux en tant qu'éléments de capteur sont tout aussi importantes dans le développement de dispositifs polyvalents, offrant de nouvelles possibilités pour des systèmes fiables et durables. En ce sens, les matériaux polymères sont polyvalents, tant en termes de synthèse que de traitement, ouvrant de nouvelles possibilités pour les dispositifs capteurs. Ce travail présente l'application de matériaux polymères, d'ionomères et d'un copolymère à base de fullerène, comme capteur de gaz ammoniac produit avec différentes techniques de traitement, à savoir : Langmuir-Schaefer, cast et spin-coating. Le copolymère à base de fullerène et de poly(oxyde d'éthylène) (PEO) a été synthétisé lors du doctorat en alternance à l'Université de Pau et des Pays de l'Adour, France, à l'Institut des Sciences Analytiques et Physico-Chimie de l'Environnement et des Matériaux - IPREM. Les dispositifs ont été caractérisés grâce aux techniques de spectroscopie ultraviolette visible (UV-vis), de microscopie à force atomique (AFM), de mesures électriques en courant continu et d'essais de gaz avec surveillance du courant électrique en fonction du temps d'exposition au gaz ammoniac, en qui montrent qu'il est possible d'appliquer les matériaux impliqués comme élément capteur.

The development of sensors goes through several parameters that must be analyzed systematically, among them: the potential for rapid detection, sensitivity, selectivity, sample preparation, concentration and portability. For this, the processing of materials, which involves a sensory layer, deserves special attention so that the final performance is satisfactory. In addition to processing, the application and synthesis of new materials as a sensor element is equally important in the development of versatile devices, bringing new possibilities for systems with reliability and durability. In this sense, polymeric materials are versatile, both in terms of synthesis and processing, opening up new possibilities for sensor devices. This work presents the application of polymeric materials, ionomers and a copolymer based on fullerene, as an ammonia gas sensor produced with different processing techniques, namely: Langmuir-Schaefer, drop cast and spin-coating. The copolymer based on fullerene and poly(ethylene oxide) (PEO) was synthesized during the sandwich doctorate period at the Université de Pau et des Pays de l'Adour, France, at the Institute of Analytical Sciences and Physico-Chemistry for Environment and Materials (IPREM). The devices were characterized through the techniques of visible ultraviolet (UV-vis) spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), DC electrical measurements and gas testing with monitoring of the electrical current as a function of the time of exposure to the ammonia gas, where it is shown that it is possible to apply the materials involved as a sensor element.