Organisation à l'échelle nanométrique d'étoiles à coeur C60 par auto-assemblage de copolymères à blocs
Langue Français
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Auteur : Schmaltz, Bruno
Date de soutenance : 01-01-2005
Directeur(s) de thèse : Mathis, Claude - Brinkmann, Martin
Établissement de soutenance : Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Discipline : Chimie physique des polymères
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie
Mots-clés libres : copolymères séquencés , polymères greffées , auto-assemblage , copolymères dibloc s, fullerènes , échelle nanométrique , étoiles homopolystyrène , microstructure
Mots-clés :
- Copolymères séquencés
- Thèses et écrits académiques
- Autoassemblage
- Thèses et écrits académiques
- Buckminsterfullerène
- Thèses et écrits académiques
- Fullerènes
- Thèses et écrits académiques
Résumé : Dans ce travail, nous avons cherché à tirer profit de la présence de chaînes polymères greffées sur le C60 et de l'auto-assemblage des copolymères diblocs pour organiser les fullerènes à l'échelle nanométrique. Des étoiles " modèles " homopolymère C60(PS)f ou copolymère C60(PS-b-PI)6 de fonctionnalité f (nombre de branches) variable ont été préparées par synthèse anionique (f=6) ou radicalaire (f=2,4).Deux approches ont été développées. La première consiste à mélanger des étoiles homopolystyrène à cœur C60 dans une matrice hôte structurante polystyrène-b-polyisoprène (PS-b-PI). Les conditions de solubilisation des étoiles C60(PS)f, c'est-à-dire les conditions d'organisation du C60 dans la matrice copolymère ont été déterminées et les diagrammes de phase de ces systèmes binaires ont été établis. Les étoiles C60(PS)f sont spécifiquement incorporées dans les lamelles PS du copolymère à blocs. En fonction du rapport entre la masse molaire de l'étoile et de celle du bloc PS du copolymère, on observe soit un régime de solubilisation localisée, soit un régime de solubilisation homogène. Nous avons montré que la masse limite de solubilisation des étoiles dans les lamelles de PS, avant séparation macrophase, est d'autant plus grande que leur fonctionnalité est élevée. Ce résultat démontre l'importance de l'architecture des étoiles dans la formation des différentes morphologies.La seconde approche tire parti de l'auto-organisation des branches copolymère PS-b-PI directement greffées sur le cœur C60. Différentes microstructures (lamelles, structures hexagonales de cylindres, phase gyroïde) ont été obtenues en fonction de la fraction volumique en PS, øPS, des étoiles copolymère. Les cœurs fullerènes des étoiles C60(PS-b-PI)6 sont confinés au centre des domaines de PS permettant de former des " plans de C60 " (structures lamellaires, øPS=0.46 ou 0.59) ou des " fils de C60 " (morphologies cylindriques, øPS=0.20 ou 0.22). Nous avons obtenu une phase gyroïde (øPS=0.33) où les cœurs C60 sont localisés à l'intérieur de deux réseaux de canaux tridimensionnels interpénétrés. Dans l'ensemble de ces microstructures, les distances inter-fullerènes restent faibles et varient de 3 à 8 nm.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-288173
Type de ressource : Thèse
