Etude de nouveaux polymeres auto-assembles, photoactifs et electroactifs.

摘要

L'industrie des polymeres est en recherche perpetuelle de nouveaux polymeres qui associent plusieurs caracteristiques en un meme materiau. Ainsi, l'application eventuelle est etendue. Ces dernieres annees, l'essor des polymeres photoactifs s'est accru grace aux methodes de synthese et au developpement de nouvelles technologies. En general, les molecules photoactives sont egalement electroactives. On retrouve ces materiaux dans divers domaines que ce soit dans l'electronique, les biomateriaux, etc.;Les etudes effectuees dans le cadre de cette these visent a utiliser les connaissances acquises dans les polymeres de type azobenzene et des metalloporphyrines afin de developper des polymeres capables d'auto-assemblage avec des proprietes photoactives et electroactives. La connaissance acquise dans le domaine de l'electrochimie nous a permis alors d'etudier de nouveaux copolymeres en blocs capables de s'auto-assembler pour former des micelles qui presentent aussi un double caractere (photoactif et electroactif).;Les polymeres de type azo sont connus pour leur tres grande photoactivite (photoisomerisation trans-cis). Ils sont d'ailleurs utilises dans de nombreuses applications photoniques (cristaux liquides, optiques non lineaires...). Le developpement d'un nouveau polymere, au sein de notre laboratoire, de type azo capable de s'assembler avec d'autres molecules, nous a ouvert la voie au developpement de nouveaux polymeres auto-assembles. La strategie utilisee consiste a utiliser un polymere azopyridine (avec la meme photoactivite qu'un polymere azobenzene) capable d'auto-assemblage avec le groupe pyridil. Il a ete montre que ce polymere pouvait se lier avec une metalloporphyrine par une liaison de coordination pour former un polymere supramoleculaire en solution. Nous avons etudie la reaction de complexation par differentes techniques. Les resultats montrent que la photoactivite (photoisomerisation trans-cis) du polymere azopyridine affecte l'equilibre de complexation et conduit a un phenomene de photoregulation.;Par la suite, afin d'evaluer le potentiel de ces nouveaux polymeres supramoleculaires, par exemple dans le domaine du "data-storage" ou dans le developpement de nouvelles electrodes de types polymeres, nous avons etudie ces polymeres a l'etat solide. Les proprietes optiques, thermiques et electrochimiques de ces nouveaux materiaux auto-assembles sont analysees. Nous avons egalement montre que la photoisomerisation du polymere pouvait affecter les processus electrochimiques a l'etat solide.;Au cours de notre etude, on s'est particulierement interesse a la chimie supramoleculaire. Situee aux interfaces de la chimie, de la physique et de la biologie, la chimie supramoleculaire a connu un essor considerable au cours de la seconde moitie du XXeme siecle. La cohesion des assemblages supramoleculaires, constitues de differentes entites (molecules, ions, substrats biologiques), est assuree par des liaisons non covalentes (liaison de coordination, liaison hydrogene, forces de van der Waals...) a l'instar de ce que l'on observe dans les milieux biologiques.;Par ailleurs, nous avons etudie ce type de systeme dans le cadre de copolymere en blocs pour elargir le domaine d'application possible de nos materiaux. Le copolymere en blocs etudie avec un groupe azopyridine est amorphe. En utilisant la capacite d'auto-assemblage de ce copolymere, il est possible de transformer ce copolymere en cristaux liquides (par liaison hydrogene avec differents acides) ou en copolymere en blocs redox (par liaison de coordination avec une metalloporphyrine).;Finalement, nous avons etudie un nouveau copolymere en blocs capable de s'auto-assembler pour former des micelles. Ces micelles, constituees d'une couronne hydrophile formee par le poly(oxyde d'ethylene) (PEO), et d'un noyau hydrophobe forme par le poly(methacrylate de coumarine), (PCMA), sont photoactives par la photodimerisation du groupe coumarine. Nous avons montre que ce polymere, assemble en micelle, etait egalement electroactif. Les resultats demontrent que le processus electrochimique associe affecte la structure des micelles.