26002700280029003000310032003300

dark arealight area

0

100

200

300

400

500

Wavenumbers (cm -1 )

Ram

an s

ign

al (

arb

itra

ry u

nit

)

MODIFICATION CHIMIQUE DE SURFACEPAR DES AGENTS DE COUPLAGE SILYLÉS

Bernard Bennetau, Jean-Paul Pillot, Luc Vellutini, Laurent ThomasLaboratoire de Chimie Organique et Organométallique, UMR 5802 CNRS-Université Bordeaux I,

351, Cours de la Libération, F-33405 Talence Cedex France

NOUVEAUX AGENTS DE COUPLAGE SILYLÉSFONCTIONNELS À LONGUES CHAINES

Substrat Si/SiO2

N2H4.H2O

déprotection

3Si-H

N

O

O

NPht :

NPht

Si

CH3

Si

NPht

Si

CH3

Si3 3 3 3O O O O

NPht

SiO

CH3

SiO

NPht

SiO

CH3

Si

MATÉRIAUX POUR LA BIOLOGIEMATÉRIAUX POUR LA BIOLOGIE

CH3m

NPhtn

Op

O

SiCH3

m

+13

SiNPht

n

+13

SiO

p

O

+13

3Si-H

ou

O O OH H H

Couches monomoléculaires autoassemblées SAMs

CARACTÉRISATION DES SURFACES

Surfaces greffées 3Si-(CH2)n+1-NH2 /3Si-(CH2)m+1-CH3 sur wafer silice :zone de 500x700 m sur la présenced’un trou. Résultats : rugosité moyenne~ 0,5 nm pour une épaisseur d’environ3,2 nm (épaisseur théorique : 3,15 nm)

Ellipsométrie AFM

Surface (2x2 m2) greffée : mélange d’agents de couplages à terminaisons amine déprotégée et méthyle (1/9)

IR, Raman réalisés en coll. avec B. Desbat (LPCM, UMR 5803 CNRS, Université Bordeaux I)AFM réalisé en coll. avec JP Aimé (CPMOH, UMR 5798 CNRS, Université Bordeaux I)

Cartographie Raman

IMMOBILISATION D’ENTITÉS BIOLOGIQUES

COUCHES DE PROTECTION CONTRE LA CORROSIONCOUCHES DE PROTECTION CONTRE LA CORROSION

IR

•Film de résine époxy seule : nette diminution desvaleurs d’impédance

•Attaque de l’aluminium par les espèces agressives

•Faible adhésion

•Échantillons T3-T6 : hautes valeurs de l’impédance•Bonne reproductibilité•Amélioration de l’adhésion•Forte amélioration des propriétés anticorrosion104

105

106

107

108

109

1010

1011

10-2 10-1 100 101 102 103 104 105

T3T4T5T6T7T8T9

|Z| (

ohm

s.cm

2)

Fréquence (Hz)Fréquence (Hz)

| Z| (

o hm

s.cm

2)

104

105

106

107

108

109

1010

1011

10-2 10-1 100 101 102 103 104 105

T2 (référence)

5j12j67j

|Z| (

ohm

s.cm

2)

Fréquence (Hz)

| Z| (

o hm

s.cm

2)

Fréquence (Hz)

Fréquence (Hz)

-120

-100

-80

-60

-40

-20

010

-2

10-1

100

101

102

103

104

105

T5T6T7T8T9

Phase (degrés)

Comportement des films au bout de 67 jours dans un milieu agressif (NaCl aq. 10%)

-120

-100

-80

-60

-40

-20

010-2 10-1 100 101 102 103 104 105

T2 (référence)

5j12j67j

Pha

se (

degr

és)

Fréquence (Hz)

Pha

se (

degr

és)

Fréquence (Hz)

Objectifs :Synthèse de nouveaux agents de couplage organosilylés en vue d’applications spécifiquesUtilisation de ces dérivés pour la fonctionnalisation de surfaces via des voies reproductibles et contrôléesApplications : biotechnologies, couches de protection contre la corrosion

GREFFAGE (EXEMPLE)

Immunocapteurs à ondes de Love

O O O O

NH2

SiO

CH3

SiO

NH2

SiO

CH3

Si

Coll. : B. Desbat (LPCM) ; J.-P. Aimé (CPMOH) ; C. Dejous, D. Rebière (IXL) ; D. Moynet, E. Pascal (LI, Univ. Victor Ségalen)Doctorants : F. Choplin, P. Martin, Dinh D. H. Coll. industrielles : AGUR (64-Bayonne), Concorde-Henkel (33-Blanquefort)

Tra

nsm

ittan

ce

Nombre d'onde (cm-1)

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

0 2000 4000 6000 8000 10000

Temps (s)

Va

ria

tio

n F

réq

ue

nc

e (

Hz)

Contrôle 1

Contrôle 2

Contrôle 3

Bactéries

Contrôles

1 = Sans Bactérie

2 = Anticorps non spécifiques

3 = Bactéries non spécifiques

Signal spécifiqueHématies immobilisées pour tests de compatibilité sanguine

Mono brins d’environ 13kb soit 1.3 mm dans solution tampon d’EDTA 1mM 1ml déposé sur la surface (S3Si-(CH2)21-NH2 / S3Si-(CH2)17-CH3 10/90).

Couche sensible (anticorps, h ~ 8nm)

Couche de liaison greffée(agents de couplage)

SiO2

a, s (CH2)

OH

C15H31-n

O

C15H31

Si(OEt)3

cardanolA

n = 0, 2, 4, 6

O

O

C17H35

Si(OEt)3

Si(OEt)3

O

C17H35

O

Si(OEt)3

O

OH

C17H35-n

OH

laccol ouurushiol (C15)

n = 0, 2, 4, 6

B

C

Préparation de vernis (films Epikote + C)(support = plaque d’aluminium)

Échantillons Agent de couplageÉpaisseur des films

(µm)

T1 Plaque d’aluminium -

T2 Epikote 828 53

T3 primaire 56

T4 3 % 55

T5 5 % 54

T6 7 % 58

Coll. : DAO T. M. (Institut de Technologie Tropicale, Hanoï, Vietnam), B. Desbat, C. Belin (LPCM) ; N. Pébère (CIRIMAT, Toulouse) ; Doctorant : Tran T. T. T.

Immobilisation de microorganismes (phages, bactéries)

SYNTHÈSE DE NOUVEAUX AGENTS DE COUPLAGE À PARTIRDE RESSOURCES RENOUVELABLES ISSUES DE LA BIOMASSE

Images des échantillons

ÉTUDE DES PROPRIÉTÉS ANTICORROSION PAR SIE(SPECTROSCOPIE D’IMPÉDANCE ÉLECTROCHIMIQUE)

= X, OR