Les copolymères à blocs : des polymères fabuleux pour la création de nanomatériaux...
98
Les copolymères à blocs : des polymères fabuleux pour la création de nanomatériaux Jean-François Gohy Unité de Chimie des Matériaux Inorganiques et Organiques (CMAT) et Centre de Recherche en Dispositifs et Matériaux Electroniques Micro- et Nanoscopiques (CeRMiN) Département de Chimie, Faculté des Sciences, Université catholique de Louvain [email protected]2ème colloque des sciences 31/03/2006
Les copolymères à blocs : des polymères fabuleux pour la création de nanomatériaux Jean-François Gohy Unité de Chimie des Matériaux Inorganiques et Organiques
Les copolymres blocs : des polymres fabuleux pour la cration de
nanomatriaux Jean-Franois Gohy Unit de Chimie des Matriaux
Inorganiques et Organiques (CMAT) et Centre de Recherche en
Dispositifs et Matriaux Electroniques Micro- et Nanoscopiques
(CeRMiN) Dpartement de Chimie, Facult des Sciences, Universit
catholique de Louvain [email protected] 2me colloque des sciences
31/03/2006
Page 2
Le Dpartement de Chimie de lUCL - Biochimie (BIOC) - Chimie
organique et mdicinale (CHOM) - Chimie des matriaux inorganiques et
organiques (CMAT) - Chimie stucturale et des mcanismes ractionnels
(CSTR) 4 units: -21 acadmiques, scientifiques et FNRS permanents -
4 chercheurs FNRS temporaires - 17 scientifiques temporaires
(assistants, doctorands) - 54 doctorands (boursiers FNRS, FRIA et
autres, hors assistants) - 17 chercheurs sur fonds extrieurs - 42
membres du personnel administratif et technique Quelques chiffres
(2004-2005):
Page 3
Plan de lexpos 1. Introduction: polymres et copolymres 2.
Synthse des polymres: polymrisations en chanes non- contrles,
vivantes et contrles 3. Synthse des copolymres blocs 4. Sparation
de phase dans les copolymres blocs et formation de nanomatriaux 5.
Quelques recherches menes dans le laboratoire a)Utilisation de
copolymres en toile pour la prparation de nanoparticules mtalliques
b) Les copolymres supramolculaires
Page 4
1.Introduction Quest-ce quun polymre? n Monomre
Homopolymre
Page 5
Une chane polymre isole Un matriau polymre = un ensemble de
chanes Enchevtrements!!
Polymrisations non-contrles Monomre Amorceur Le nombre, la
longueur et larchitecture des chanes ne sont pas contrls!!
Certaines chanes ne sont plus actives en fin de polymrisation
(terminaison)
Polymrisations vivantes Monomre Amorceur - Lamorage est rapide
et total: toutes les chanes dmarrent leur croissance au mme moment
- Il ny a pas de ractions de transfert ni de terminaison: toutes
les chanes sont encore actives en fin de polymrisation Consquences:
- Toutes les chanes ont la mme longueur, qui peut se calculer par
le rapport [ ]/[ ] -Larchitecture des chanes est bien contrle -Une
reprise de la polymrisation est possible
Page 36
Polymrisations vivantes Monomre Amorceur Amorage longueur de la
chane Conversion
Page 37
Propagation Polymrisations vivantes Monomre Amorceur longueur
de la chane Conversion
Page 38
Propagation Polymrisations vivantes Monomre Amorceur longueur
de la chane Conversion
Page 39
Propagation Polymrisations vivantes Monomre Amorceur longueur
de la chane Conversion
Page 40
Propagation Polymrisations vivantes Monomre Amorceur longueur
de la chane Conversion
Page 41
Propagation Polymrisations vivantes Monomre Amorceur longueur
de la chane Conversion
Page 42
Propagation Polymrisations vivantes Monomre Amorceur longueur
de la chane Conversion
Page 43
Propagation Polymrisations vivantes Monomre Amorceur longueur
de la chane Conversion
Page 44
Polymrisations contrles Monomre Amorceur Agent de contrle
Page 45
Amorage Polymrisations contrles Monomre Amorceur Agent de
contrle
Page 46
Propagation Polymrisations contrles Monomre Amorceur Agent de
contrle
Polymrisations contrles Monomre Amorceur Agent de contrle On
introduit un agent de contrle qui provoque une terminaison
rversible: lorsque lagent coiffe la chane, cette dernire devient
inactive = forme dormante. Lorsque lagent de contrle est libr, la
chane devient active nouveau. Lquilibre est dplac vers la forme
dormante. Consquences: - La croissance des chanes (tape de
propagation) est fortement ralentie. -Lamorage devient ds lors
rapide par rapport la propagation - Les ractions de terminaisons
irrversibles et de transfert sont minimises car les chanes sont la
plupart du temps sous la forme dormante
Page 70
- Les chanes ont des longueurs comparables - Larchitecture des
chanes est bien contrle - Une reprise de la polymrisation est
possible car les formes dormantes peuvent tre isoles et rutilises
lors dune polymrisation ultrieure Les caractristiques molculaires
des polymres obtenus par un processus contrl sapprochent donc de
celles obtenues dans le cas dune polymrisation vivante:
Polymrisations contrles
Page 71
3. Synthse des copolymres blocs Polymrisations vivantes Monomre
Amorceur
Page 72
3. Synthse des copolymres blocs Polymrisations contrles Monomre
Amorceur Agent de contrle
Page 73
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 74
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 75
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 76
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 77
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 78
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 79
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 80
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 81
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 82
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 83
Polymrisations vivantes: addition dun second monomre Monomre 1
Amorceur Monomre 2
Page 84
4. Sparation de phase dans les copolymres blocs et formation de
nanomatriaux G ml = H ml TS ml > 0 Sparation de phase Si lon
considre un ensemble de chanes: Domaines de taille nanomtrique
Nanomatriaux
Page 85
Vesicules, tubules Deux blocs immiscibles Dans un solvant
slectif: formation de micelles Structures obtenues dpendent de:
1.Des fractions volumiques relatives des blocs 2.De la longueur des
blocs
Page 86
Page 87
Exemple de structure complexe dun tribloc ABC (image de
microscopie lectronique, utilisation dun agent de contraste) 100
nm
Page 88
Vesicules, tubules Deux blocs immiscibles 5. Quelques
recherches menes dans le laboratoire
Page 89
Effet template a) Utilisation de copolymres en toile pour la
prparation de nanoparticules mtalliques 1.KAuCl 4 2.NaBH 4 3 nm
Couronne de stabilisation biocompatible
Page 90
Sans polymre Microscopie lectronique haute rsolution Sans
copolymre En prsence de copolymre Microscopie lectronique
transmission
Page 91
Gold Nanoparticles May Simplify Cancer Detection Binding gold
nanoparticles to a specific antibody for cancer cells could make
cancer detection much easier, suggests research at the Georgia
Institute of Technology and the University of California at San
Francisco (UCSF). The report is published in the May 11, 2005
edition of the journal Nano Letters. Gold nanoparticles stick to
cancer cells and make them shine
Page 92
b) Les copolymres supramolculaires Utilisation dun lien
rversible (dans certaines conditions) entre les blocs Comment
prparer ces copolymres? Principe cl-serrure
Page 93
1. Rversibilit du lien supramolculaire Pourquoi les copolymres
supramolculaires? 2. Cration de bibliothques de copolymres
Page 94
Vesicules, tubules Deux blocs immiscibles Nanomatriaux partir
de copolymres supramolculaires
Page 95
Membranes nanoporeuses partir de copolymres
supramolculaires
Caractrisation des films par microscopie Microscopie AFM
Microscopie SEM
Page 98
Remerciements UCL: Johan Hofkens (SC, CMAT), Patrice Soumillion
(SC, BIOC), Jacqueline Marchand (SC, CHOM), Sophie Hermans (SC,
CMAT) Alain Jonas (FSA, POLY), Sophie Demoustier (FSA, POLY), Sorin
Melinte, Vincent Bayot (FSA, DICE) TUEindhoven: Ulrich Schubert,
Bas Lohmeijer, Mike Meier : F.N.R.S, F.R.I.A., Fondation Louvain
(mcnat Solvay) R.W., Communaut franaise de belgique (ARC),
Agfa-Gevaert N.V., ESF. Dr Zhijun Hu Alex Vlad Catheline Colard Dr
Charles- Andr Fustin Pierre Guillet Nathalie Lefvre + Dr Mariam
Filali et Dr Haiying Huang Le groupe:
![Chapitre I : Etude bibliographique - INSA Lyoncsidoc.insa-lyon.fr/these/2007/maiez-tribut/5_chapitre_1.pdfChapitre I Etude bibliographique 11 moléculaire des blocs[3, 4]. Les copolymères](https://img.pdfslide.fr/doc/110x75/5f63d4a0060c2c50945a752b/chapitre-i-etude-bibliographique-insa-chapitre-i-etude-bibliographique-11-molculaire.jpg)
