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Univ. Paris-Saclay
HDR : Des polymérisations classiques en solution aux polymérisations contrôlées en milieu confiné
Marie-Claude Dubois-Clochard
Jeudi 25/04/2013, 14:30-16:00
Amphi. Becquerel, École Polytechnique, Palaiseau,

Manuscrit de l'HDR.


Le contenu de cette HDR relate les principaux résultats acquis en synthèse et structuration à l'échelle nanométrique de polymères fonctionnels. Si la synthèse de polymères fonctionnels est à la base des études abordées, l'ordre chronologique des activités de Recherche de 1995 à 2013 montre une évolution des polymérisations classiques en solution vers des polymérisations radio-induites contrôlées par mécanisme RAFT en milieu confiné.

L'innovation porte sur le développement de nouveaux objets polymères et composites organique/inorganique façonnés à l'échelle nanométrique aux propriétés physiques et physico-chimiques originales. Trois domaines d'application se détachent :

  • l'énergie-environnement (moteurs, piles à combustible, capteurs pour la qualité de l'eau),
  • la santé (nanovecteurs pour thérapie cancéreuse et imagerie, translocation d'ions ou de molécules à travers un nanopore unique dans une membrane polymère)
  • et les nanotechnologies (magnétorésistance d'un nanofil magnétique unique de forme cylindrique ou biconique).

Les résultats marquants sont :

  • L'établissement d'isothermes d'adsorption de type bi-langmuir à l'interface solide/liquide organique pour des macromolécules tensioactives à faible concentration, et, à forte concentration, un comportement particulier de réorganisation de ces mêmes macromolécules, non pas en couches alternées, mais sous forme d'hémicelles inverses.
     
  • La synthèse d'un polymère pH-dégradable innovant permettant une dégradation hydrolytique en passant de pH 7.4 (Sang) à pH 5.5 (Lysosome intracellulaire) en vue de délivrer des toxines dans les cellules tumorales (Santé).
     
  • La démonstration de l'effet coopératif solvant/polymère en croissance pour la pénétration du greffage induit par irradiation dans des films fluoropolymères.
     
  • La synthèse de membranes polymères nanoporeuses à traces attaquées bi-fonctionnelles ayant une fonctionnalité dans les pores et une autre en surface. Cette membrane, après transformation en électrode par simple métallisation aura fait l'objet de projets de valorisation en vue d'une création de start-up et/ou de transfert de technologie pour le développement d'un détecteur de traces métaux lourds dans l'eau traitée (Environnement). Dans la même thématique, la fonctionnalisation directe des traces dans les films de polymères irradiés aux ions lourds rapides du GANIL a permis de développer de nouvelles membranes conductrices de protons pour les piles à combustible (Energie)
     
  • L'observation non-décrite d'effets coopératifs sur la mobilité des ions dans un milieu confiné créé par un nanopore cylindrique unique dans une membrane fine de fluoropolymère. L'effet accélérateur ou décélérateur de la mobilité des ions confinés dans le pore aux parois chargées semble dépendre uniquement de la nature chimique des ions et de leur concentration.
     
  • L'observation de sauts de résistance bien au-delà de la magnétorésistance d'un nanofil magnétique biconique (constriction de l'ordre de la dizaine de nanomètre) sous champ magnétique ayant une dépendance à la fois en angle et en intensité de courant injecté. Effets de relaxations avant et après saut montrant un système énergétiquement activé.
     
  • Le contrôle de taille des nanopores d'une membrane polymère par polymérisation radio-induite contrôlée par mécanisme RAFT.

 

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