Développement de revêtements hybrides mono- et bi-métalliques@polymères avec activité plasmonique par voie photoinduite : synthèse, caractérisation et applications potentielles
Les matériaux hybrides jouent un rôle essentiel dans la création de nouveaux matériaux avancés. De plus, la possibilité de concevoir et de fabriquer ces assemblages complexes de manière précise en vue d'applications spécifiques constitue un domaine de recherche en plein essor avec un grand pote...
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| Autor principal: | |
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| Altres autors: | , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Idioma: | Français Anglais |
| Publicat: |
2024.
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| Nota: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (Orléans ; 2008-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Sylvie Foucaud (Président du jury) ; Raphaël Schneider, Olivier Sandre, Halima Alem-Marchand (Membre(s) du jury) ; Raphaël Schneider, Olivier Sandre (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Development of mono- and bi-metallic@polymer hybrid coatings with plasmonic activities by a photoinduced approach :, synthesis, characterisation and potential applications |
| Sumari: | Les matériaux hybrides jouent un rôle essentiel dans la création de nouveaux matériaux avancés. De plus, la possibilité de concevoir et de fabriquer ces assemblages complexes de manière précise en vue d'applications spécifiques constitue un domaine de recherche en plein essor avec un grand potentiel d'innovation. Durant ce travail de thèse, des revêtements plasmoniques ont été développés par voie photoinduite, une approche à la fois propre, éco-efficiente et viable industriellement. Cette technique utilise la lumière UV pour déclencher des réactions telles que la photoréduction de précurseurs métalliques et la photopolymérisation de la matrice. Dans le contexte actuel de la course à la décarbonation, l'utilisation de la lumière comme outil d'activation des processus chimiques, renforce l'intérêt de l'approche photoinduite. Celle-ci a donc été utilisée pour synthétiser in situ des nanoparticules mono- et bi-métalliques (BNPs) à base d'or et/ou d'argent dans des copolymères à blocs semi-cristallins de type polyuréthanes thermoplastiques (TPU) ou des acrylates photopolymérisables. Ces nanoparticules mono- ou bi-métalliques sont alors confinées dans la matrice polymère, empêchant leur agglomération et profèrent aux nouveaux matériaux des propriétés optiques uniques selon les métaux composant les NPs ainsi que leurs structures : cœur-coquilles Au@Ag et Ag@Au ou alliages. Le contrôle de la synthèse des différentes structures en une unique étape d'exposition aux UV et la compréhension des mécanismes mis en jeu ainsi que l'indentification des BNPs synthétisés ont été réalisés. De plus, l'impact de la présence des NPs sur les chaînes polymères et leur mobilité a été étudié. Les nanomatériaux hybrides développés possèdent à la fois les propriétés dues à la matrice polymère utilisée et aux nanoparticules métalliques confinées dans le polymère, notamment grâce à l'exploitation de la résonance plasmonique des nanoparticules. Des études préliminaires ont été réalisées afin de valider leurs utilisations potentielles dans divers domaines tel que la photonique, la photocatalyse pour la dégradation des polluants organiques dans l'eau, la détection des métaux lourds, l'électronique et les arts graphiques. Hybrid materials are essential for the creation of new advanced materials. The ability to precisely design and manufacture these complex assemblies for specific applications is a fast-growing area of research with great potential for innovation. During this PhD thesis, plasmonic coatings were developed using a photoinduced process, which is a clean, eco-efficient and industrially viable approach. This process uses UV light to trigger reactions such as the photoreduction of metal precursors and the photopolymerisation of the polymer matrix. In the current global context of reducing carbon footprints, the use of light as a tool to activate chemical processes reinforces interest in the photoinduced approach.This technique was therefore used to synthesise in situ mono- and bi-metallic nanoparticles (BNPs), based on gold and/or silver, in semi-crystalline block copolymers such as thermoplastic polyurethanes (TPU) or photopolymerisable acrylates. These mono- or bi-metallic nanoparticles are confined in the polymer matrix, thereby preventing their agglomeration, and they give the new materials unique optical properties depending on the chosen metals and overall structure: core-shell Au@Ag and Ag@Au or alloys. The different structures were obtained through a single step synthesis by controlling the synthesis parameters and understanding the mechanisms involved. In addition, the NPs impact on the polymer chains and their mobility was studied.The developed hybrid nanomaterials have properties that are due to the chosen polymer matrix and the metal nanoparticles confined within the polymer, in particular thanks to the nanoparticles plasmon resonance. Preliminary studies have been carried out to validate their potential applications in various fields such as photonics, photocatalysis, heavy metal detection, electronics and graphic arts. |
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| Descripció de l’ítem: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (Orléans ; 2008-...) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Sylvie Foucaud (Président du jury) ; Raphaël Schneider, Olivier Sandre, Halima Alem-Marchand (Membre(s) du jury) ; Raphaël Schneider, Olivier Sandre (Rapporteur(s)) |
| Accés: | Thèse confidentielle jusqu'au 28 février 2029 |