Note ABES Integrated motions of light driven molecular motors at macroscopic scale Mouvements macroscopiques intégrés de moteurs moléculaires activés par la lumière Moteurs moléculaires Gels Molecular motor Integrated motion Smart gel 547..2 Machines moléculaires Énantiomères Colloïdes Synthèse organique Cyclisation (chimie) Dans la nature, des moteurs moléculaires tells que l'ATP synthase ou la kinésine peuvent consommer de l'énergie pour générer du mouvement et ainsi assurer des fonctions essentielles comme le transport ou la synthèse de molécules. La préparation de moteurs artificiels capables de fournir un travail à différentes échelles est un défi important pour les chimistes. Dans ce travail, nous avons conçu et synthétisé de manière stéréosélective un moteur moléculaire unidirectionnel et hautement fonctionnalisé à l'échelle du gramme. La fonctionnalisation orthogonale du moteur permet de l'intégrer dans des matériaux polymères. Grâce à une réaction de "click" réalisée sous différentes conditions de dilution, nous avons pu obtenir soit une macromolécule bicyclique en forme de 8 soit un gel de polymers dont les moteurs constituent les points de réticulation. Sous irradiation UV, les moteurs tournent ce qui enroule les chaines de polymers. Pour le bicycle, la taille caractéristique de la macromolécule diminue tandis que la morphologie évolue vers une pelote étirée. Dans le cas du gel, suite à la rotation des moteurs, l'enroulement des chaines conduit à une contraction du gel de l'ordre de 80% en volume. C'est le premier exemple d'intégration de mouvements moléculaires hors équilibre résultant en une réponse observable à l'échelle macroscopique. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes dans le domaine des nanotechnologies ainsi que dans celui de l'énergie. Natural molecular motors such as ATP synthase, myosin, kinesin and dynein can convert conformationalchanges, due to chemical energy input, into directed motion for catalysis and transport. Preparing artificial molecular motors and making them work at different scales (from nano to macroscopic scale) have been long-term challenges. Herein we designed and synthesized a light driven rotary molecular motor in highly enantiopure form and in gram scale. This motor is featured by two orthogonal functionalities on its upper and lower part, allowing its further integration into polymeric materials. By performing click reaction under different concentration conditions, either an eight shaped motor-polymer conjugate or a gel containing motors as reticulation units could be obtained. Upon UV irradiation, the polymer chains could be entangled due to the rotation of this motor. For eight shaped polymer, the dimension was changed towards smaller dimension, and the morphology was changed from cycle to collapsed coils (spherical or more elongated). For the gel, due to the twisting of polymer chains induced by the rotation of the motor, it could be contracted significantly (80 %) compared with its original volume. The integration of machines which display motions out of equilibrium at nanoscale to movement in the macroscopic world which is extensively used in natural systems will open very interesting prospects in nanotechnology for further developments. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 41781511 Université de Strasbourg Strasbourg 2015-12-31 https://theses.hal.science/tel-01269468 application/pdf 15874596 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2015/Li_Quan_2015_ED222.pdf http://www.theses.fr/2015STRAF001/abes https://theses.hal.science/tel-01269468 https://theses.hal.science/tel-01269468 https://theses.hal.science/tel-01269468 https://theses.hal.science/tel-01269468 Li Quan 1985-12-20 CN 184389186 21116542 https://theses.fr/2015STRAF001 2015STRAF001 https://doi.org/10.70675/1d62879dzc1dbz4a14zb62cza578c9b871be 2015-02-03 Chimie Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Giuseppone Nicolas MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 157784479 Sauvage Jean-Pierre MADS_PRESIDENT_DU_JURY 034824863 Jullien Ludovic MADS_RAPPORTEUR_1 08152272X Woisel Patrice MADS_RAPPORTEUR_2 117933848 117933848 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 CH 156504081 Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 167 156774062 ddc:540 Giuseppone Nicolas Sauvage Jean-Pierre Jullien Ludovic Woisel Patrice École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg) Institut Charles Sadron (Strasbourg) PDF 41781511 confidentialité 2015-02-03 2016-02-04 confidentialité 2015-02-03 2016-02-04 confidentialité 2015-02-03 2016-02-04 confidentialité 2015-02-03 2016-02-04