Stratégies de modification de surface régiosélective de particules : Vers des colloïdes à patchs inverses
Langue
fr
Thèses de doctorat
Date de soutenance
2022-03-31Spécialité
Physico-Chimie de la Matière Condensée
École doctorale
École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde)Résumé
Les structures colloïdales préparées par auto-assemblage ont des applications potentielles dans les domaines de la photonique, de l’électronique ou du diagnostic. L’auto-assemblage colloïdal permet une fabrication plus ...Lire la suite >
Les structures colloïdales préparées par auto-assemblage ont des applications potentielles dans les domaines de la photonique, de l’électronique ou du diagnostic. L’auto-assemblage colloïdal permet une fabrication plus facile et plus économique par rapport aux méthodes de fabrication standard basées sur des approches descendantes. Cependant, cette approche ascendante est actuellement limitée par les blocs de construction disponibles, qui sont pour la plupart sphériques et par les interactions entre ces derniers, qui sont pour la plupart isotropes. Pour élargir la gamme de blocs de construction utilisables, une approche émergente consiste à décorer la surface des particules colloïdales avec des "patchs" pour leurs conférer des "instructions" prédéterminées pour guider leur assemblage. Cette étude porte sur la synthèse de micro- et nanoparticules à patchs inverses, en exploitant trois voies de modification régiosélective de la surface de colloïdes. La première voie a consisté en la fabrication de nanoparticules hybrides silice/polystyrène de type bipodes par polymérisation en émulsion ensemencée et à leur conversion en nanoparticules à patchs nodulaires. La seconde stratégie, similaire à la précédente, a quant à elle été basée sur l’utilisation de bipodes micrométriques obtenus par polymérisation en dispersion comme précurseurs. La troisième voie repose sur l’usage de masques métalliques fabriqués par électrodéposition. La dissolution sélective et séquentielle des masques entrecoupée par la fonctionnalisation régiosélective de la zone non protégée de la surface des particules nous a permis de synthétiser des microparticules à patchs< Réduire
Résumé en anglais
Colloidal structures prepared by self-assembly find applications in photonic devices, nanoscale electronicsand miniature diagnostic systems. This colloidal self-assembly enables easier and cost-effective fabrication ...Lire la suite >
Colloidal structures prepared by self-assembly find applications in photonic devices, nanoscale electronicsand miniature diagnostic systems. This colloidal self-assembly enables easier and cost-effective fabrication comparedto standard fabrication methods based on top-down approaches such as optical lithography. However, this bottom-upapproach is limited by the available building blocks that are mostly spherical and by the interactions between them,which are mostly isotropic. To expand the range of building units, one emerging approach is to engineer the surfaceof the colloidal particles with “patches” to confer particles predetermined “instructions” for assembly. In this work,we focus on the synthesis of inverse patchy particles, that consist of charged patches that repeal each other andthat are attracted by the rest of the particle. We will first describe that binary bipods, which consist in a silicananoparticle surrounded by two polystyrene nodules, can be produced with a yield higher than 80 % by seededemulsion polymerization. The dissolution of the PS nodules allowed us to produce patchy particles. In our secondstrategy based on a similar approach for microparticles, binary bipods were synthezised trough two routes by seededdispersion polymerization with a yield higher than 70 % in large quantities and some of them have been derivatedinto patchy particles. Another route to fabricate patchy microparticles was developed by creating sacrificial metallicmasks by electrodeposition. The selective and sequential dissolution of the masks interspersed by the regioselectivefunctionalization of unmasqued area of particles allowed us to fabricate patchy particles.< Réduire
Mots clés
Patch
Particules
Polymérisation
Électrodéposition
Mots clés en anglais
Patchy
Particles
Polymerization
Electrodeposition
Origine
Importé de STARUnités de recherche