Nanostructuration et fonctionnalisation de microleviers pour la détection d’agents chimiques à l’état de traces
Nanostructuration and functionalization of microcantilevers for the detection of trace chemicals agents
Nanostructuration
Fonctionnalisation
Microleviers
Nanotubes de TiO2
Composés organophosphorés
Détection
Nanostructuration
Functionalization
Microcantilevers
TiO2 nanotubes
Organophosphorus compounds
Detection
541.33
660.29
Détecteurs de produits chimiques
Matériaux nanostructurés
Fonctionnalisation des surfaces (chimie)
Anodisation
Dépôt électrolytique
Systèmes microélectromécaniques
Le développement d’un système de détection sensible, sélectif, rapide, fiable et portable à coût modéré est devenu une nécessité pour prévenir le risque chimique lors d’attaques operationnelles ou terroristes potentielles. Ainsi, ce projet porte sur l’élaboration d’un capteur pour la détection d’agents chimiques de guerre de type organophosphorés (Sarin, Tabun, Soman, VX). L’utilisation de microleviers comme capteur pour augmenter la sensibilité est une méthode prometteuse. La surface faible des microleviers conventionnels limite, la sensibilité de la méthode. Ainsi, pour augmenter la surface de capture, nous avons crée un réseau de nanotubes de TiO2 verticalement alignés. Cette nanostructuration est réalisée par une anodisation électrochimique d’une couche de titane pour obtenir les nanotubes de TiO2. L’influence des paramètres du dépôt de titane et de l’anodisation a été optimisée sur des surfaces modèles puis les conditions ont été transferées sur les microleviers. Afin d’augmenter la sélectivité des capteurs (mais aussi la sensibilité) une fonctionnalisation a été réalisée avec une famille originale de ligands bifonctionnels capables de promouvoir la reconnaissance moléculaire des composés organophosphorés cibles et adaptés à la liaison avec une surface de TiO2.
The development of a sensitive, selective, fast, reliable, and moderate cost portable detection system has become a necessity to prevent chemical risk during operational or terrorist attacks. Thus, this project is focused on the elaboration of sensor for the detection of chemical warfare agents (Sarin, Tabun, Soman, VX). The use of microcantilevers as sensors is a promising method to increase sensitivity of detection. The low surface area of conventional microcantilevers limits the sensitivity of the method. Thus, to increase the surface of capture, we create a nanotubular titanium oxide structures. This nanostructuration is performed by anodization of titanium layer to obtain titania nanotubes. The influence of Ti deposition and anodization parameters was studied and the synthesis was optimized onto model surfaces, then beeing transferred to the microcantilevers. In order to increase the selectivity (but also sensitivity) of the sensors functionalization has been carried out with an original family of bifunctional ligands able to promote the molecular recognition of target organophosphorus compounds and suitable for the binding with a TiO2 surface.
Electronic Thesis or Dissertation
Text
fr
PDF
27329410
Université de Strasbourg
Strasbourg
2019-12-31
https://theses.hal.science/tel-02347050
application/pdf
71964121
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2019/Gerer_Geoffrey_2019_ED222.pdf
http://www.theses.fr/2019STRAF003/abes
https://theses.hal.science/tel-02347050
https://theses.hal.science/tel-02347050
https://theses.hal.science/tel-02347050
https://theses.hal.science/tel-02347050
Gerer
Geoffrey
1990-01-29
FR
240627601
https://theses.fr/2019STRAF003
2019STRAF003
https://doi.org/10.70675/5c4475a7z1a40z4be5zb14ezf28ab7464eba
2019-03-01
Chimie des matériaux
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Keller
Valérie
MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1
079431097
Spitzer
Denis
MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2
169168441
Berthier
Serge
MADS_PRESIDENT_DU_JURY
032646216
Keller
Valérie
MADS_MEMBRE_DU_JURY_1
079431097
Spitzer
Denis
MADS_MEMBRE_DU_JURY_2
169168441
Berthier
Serge
MADS_MEMBRE_DU_JURY_3
032646216
Lissorgues
Gaëlle
MADS_MEMBRE_DU_JURY_4
085634492
Djenizian
Thierry
MADS_MEMBRE_DU_JURY_5
158967496
Lafontaine
Eric
MADS_MEMBRE_DU_JURY_6
032783345
Cottineau
Thomas
MADS_MEMBRE_DU_JURY_7
121772721
Schlur
Laurent
MADS_MEMBRE_DU_JURY_8
171455207
Lissorgues
Gaëlle
MADS_RAPPORTEUR_1
085634492
Djenizian
Thierry
MADS_RAPPORTEUR_2
158967496
École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
MADS_ECOLE_DOCTORALE_1
156504081
Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1
157548457
255208
Nanomatériaux pour les systèmes sous sollicitations extrêmes (Strasbourg)
MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2
176968598
24533
ddc:540
ddc:660
Keller
Valérie
Spitzer
Denis
Berthier
Serge
Keller
Valérie
Spitzer
Denis
Berthier
Serge
Lissorgues
Gaëlle
Djenizian
Thierry
Lafontaine
Éric
Cottineau
Thomas
Schlur
Laurent
Lissorgues
Gaëlle
Djenizian
Thierry
École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (Strasbourg)
Nanomatériaux pour les systèmes sous sollicitations extrêmes (Strasbourg)
PDF
27329410