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Lieu Amphi Dorothy Hodgkin
Titre :
Polymères mécanofluorochromes comme sondes de contraintes mécaniques
Résumé :
Parmi les matériaux intelligents, ceux qui sont mécanochromes (MC) ou mécanofluorochromes (MFC) répondent à des stimuli mécaniques par une modification de leurs propriétés d’absorption UV-Visible ou d’émission de fluorescence respectivement. La possibilité de suivre ces changements de propriétés optiques à distance, en temps réel, par des mesures spectroscopiques classiques et non invasives en fait de bons candidats pour des sondes de contraintes mécaniques. Cependant, l’étude de ces matériaux reste la plupart du temps assez qualitative, et le manque de quantification de leur réponse MC ou MFC freine le développement d’applications. Ces travaux de thèse se sont donc focalisés non seulement sur la mise au point de nouveaux matériaux MC ou MFC mais aussi sur la conception de montages expérimentaux capables d’appliquer une contrainte mécanique contrôlée tout en suivant les modifications d’émission. Une étude comparative menée sur des poudres de composés MFC a ainsi mis en évidence leur sensibilité plus importante à une contrainte de cisaillement qu’à une compression pure. Des complexes de difluorure de bore à ligand dicétone substitués par une chaîne alkyle latérale de longueur ajustable ont ensuite été dispersés en polymère. L’application de forces de traction et de friction contrôlées aux composites résultants, ainsi que leur observation au microscope, ont montré que l’intensité de la réponse MFC dépend de la taille des agrégats formés au sein du polymère et donc de la longueur de la chaîne alkyle. Par ailleurs, il a été établi que le signal de fluorescence observé dépend de la nature de la force appliquée. Enfin, des mécanophores de type naphtopyrane ont été synthétisés, et leur fonctionnalisation a permis de les incorporer de façon covalente dans des élastomères tels que des polyuréthanes et des silicones. Leurs propriétés photochromes ont ainsi pu être étudiées en solution et en polymère. L’impact du polymère choisi sur les propriétés MC a été mis en évidence : qualitativement, un changement de couleur plus ou moins marqué est observé lors de la traction et/ou de la friction selon la nature du polymère.
Cette thèse est accessible en ligne.