Conception et caractérisation de revêtements composites luminophore@photopolymères photoluminescents : de la fonctionnalisation textile aux applications d'éclairage flexible
Ce projet de thèse vise à concevoir des textiles fonctionnels photoluminescents pour des applications d'éclairage intérieur. Différents revêtements (nano)composites luminophore@photopolymères ont été développés afin de générer de la lumière blanche via un rétroéclairage LED bleue/proche UV. Pou...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | , , , , |
| Formato: | Thèse numérique |
| Lenguaje: | Français |
| Publicado: |
2025.
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2025ORLE1014_va.pdf http://www.theses.fr/2025ORLE1014/abes https://theses.hal.science/tel-05264974 |
| 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) : Hervé Rinnert (Président du jury) ; Raphaël Schneider (Membre(s) du jury) ; Eléna Ishow, Hynd Remita (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Design and characterization of photoluminescent inorganic particle@photopolymer composite coatings :, from textile functionalization to flexible lighting applications |
| Sumario: | Ce projet de thèse vise à concevoir des textiles fonctionnels photoluminescents pour des applications d'éclairage intérieur. Différents revêtements (nano)composites luminophore@photopolymères ont été développés afin de générer de la lumière blanche via un rétroéclairage LED bleue/proche UV. Pour cela, les luminophores d'émission jaune, verte et rouge ont été confinés dans une matrice acrylate photopolymérisable et flexible. Les monomères sélectionnés ont assuré la dispersion homogène des (nano)particules, ainsi qu'une réaction de polymérisation radicalaire très rapide sous UV (< 30 s). Les propriétés optiques et chimiques des composites ont été évaluées au moyen d'analyses spectroscopiques (UV-vis, fluorescence, FTIR, Raman, XPS) et structurales (DRX, ATG, MEB, MET), notamment suite à diverses contraintes photonique, thermique et mécanique. En intégrant tout d'abord des phosphores inorganiques, les textiles fonctionnalisés ont produit une émission blanche à la fois intense (> 600 cd/m ), très uniforme et stable, avec une température de couleur modulable de 6300 à 3600 K. L'étude s'est ensuite tournée vers les quantum dots (QD) multinaires Ag-In-Zn-S, possédant des propriétés optiques dépendantes de leur taille, leur composition et leur état surfacique. Les nanocomposites se sont montrés hautement luminescents même à faible concentration en QDs (< 1% massique), subissant cependant un photoblanchiment sous exposition LED prolongée. Des études spectroscopiques ont permis d'identifier les mécanismes de photodégradation et plusieurs voies de stabilisation ont été envisagées, en optimisant notamment la structure tridimensionnelle des polymères ou la surface des QDs. De plus, des composites transparents émettant dans le bleu sous lumière UV/proche visible ont été synthétisés par dispersion directe de QDs de carbone dans des matrices acrylates, et ce pour la fonctionnalisation textile et l'impression 2D/3D. The purpose of this PhD project is to develop functional photoluminescent textiles for indoor lighting applications. Various inorganic particle@photopolymer (nano)composite coatings were synthesized in order to generate white light using blue/near-UV LED backlighting. To this end, yellow-, green- and red-emitting particles were confined in a photopolymerizable and flexible acrylate matrix. The selected monomers ensured the homogenous dispersion of (nano)particles, as well as a very fast polymerization reaction under UV light (< 30 s). Spectroscopic (UV-Vis, fluorescence, FTIR, Raman, XPS) and structural (XRD, TGA, SEM, TEM) analyses were used to evaluate the optical and chemical properties of the composites, especially following various photonic, thermal, and mechanical stresses. By first integrating inorganic phosphors, the functionalized textiles exhibited very intense (> 600 cd/m ), uniform and stable white emission, with tunable color temperatures from 6300 to 3600 K. The project's scope also included multinary Ag-In-Zn-S quantum dots (QD) possessing size, composition and surface-dependent optical properties. The nanocomposites showed intense luminescence even at low nanocrystal concentrations (< 1 weight%) but underwent photobleaching under prolonged LED exposure. A spectroscopy-based investigation revealed the nature of the photodegradation mechanisms and several stabilization routes were attempted by either optimizing the polymer's three-dimensional structure or the QD surface. In addition, transparent blue-emitting composites were synthesized by directly dispersing carbon QDs in acrylate matrices for textile functionalization and 2D/3D printing applications. |
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| Notas: | 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) : Hervé Rinnert (Président du jury) ; Raphaël Schneider (Membre(s) du jury) ; Eléna Ishow, Hynd Remita (Rapporteur(s)) |
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