Laboratoire MAPIEM (EA 4323)

Matériaux Polymères Interfaces Environnement Marin

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Développement de nanostructures tridimensionnelles organiques aux interfaces physico-chimiquement contrôlées afin de modéliser le vieillissement des interphases organique-inorganique : utilisation de sondes fluorescentes et d’analyses locales AFM

NGUYEN Mai Hong
Axis 3

Supervisor: CHAILAN Jean-François
Co-supervisor: CARRIERE Pascal

• La maîtrise des surfaces nanostructurées par des molécules organiques revêt un intérêt particulier dans le domaine de la du biomédical et environnement ainsi que pour l’élaboration de surface modèle permettant notamment de modéliser le vieillissement des structures composites. Récemment, l’application des méthodes de « click-chemistry » a été transposée au domaine de la modification chimique de surface. Cette voie de préparation permet un contrôle chimique des greffons, une variété de topologie de surface modifiée sans limite par exemple grâce à la chimie des dendrimères. Les molécules organiques peuvent, en outre, être modifiées en introduisant dans leur chaîne principale ou latérale des groupements fluorescents servant de sonde de la mobilité moléculaire aux interfaces ou dans un environnement contrôlé. L’introduction de sonde fluorescente dans les interphases a montré son intérêt dans le domaine du suivi de vieillissement humide à l’échelle micrométrique. La question relative au comportement thermique des dix premiers nanomètres des films thermodurs au contact de substrat d’énergie de surface différente est très controversée. Avec la maîtrise de la position des sondes de fluorescence, le comportement local des réseaux tridimensionnels formés au contact de ces surfaces pourra être appréhendé à cette échelle. L’un des objectifs majeur de cette thèse est d’élaborer des surfaces chimiquement modifiées et totalement maitrisée à l’échelle moléculaire en combinant les méthodes de « click-chemistry » et de greffage classique afin d’obtenir une grande variété de topologie, de rigidité de chaîne à la surface du substrat. Sur ces surfaces ainsi modifiées seront déposées des mélanges époxy-durcisseurs par spin-coating ou dip-coating selon les épaisseurs et les propriétés de films étudiés. Ces épaisseurs varieront de 50 nm à 800 nm et les mélanges réactifs seront thermoréticulés ou photoréticulés afin de nanostructurer le réseau selon la méthodologie développée au cours d’une thèse au laboratoire soutenue en 2009. Les propriétés thermomécaniques locales du composites ont été mises en évidence grâce au développement de la microanalyse thermique qui a également montré sa pertinence pour les films minces. Le second objectif de cette thèse sera de diminuer l’échelle d’analyse thermomécanique (nanoTA-AFM) afin de relier les propriétés thermomécaniques locales (Tg et module d’Young par nanoindentation AFM) à la connaissance structurale moléculaire des réseaux thermodurcissables confinés et à leur dynamique grâce au couplage avec les résultats de fluorescence résolue en temps.

Développement de nanostructures tridimensionnelles organiques aux interfaces physico-chimiquement contrôlées afin de modéliser le vieillissement des interphases organique-inorganique : utilisation de sondes fluorescentes et d'analyses locales AFM

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