Synthèse et études de systèmes mécanofluorochromes vers le développement de sondes locales de contraintes

Parmi les recherches actuelles dans le domaine des matériaux organiques, on assiste au développement de nouveaux matériaux fonctionnels capables de répondre à des stimuli extérieurs : température, pH, complexation, etc. Ces quinze dernières années ont vu l’émergence du mécanofluorochromisme. Ce terme s’applique à tous matériaux ou composés dont les propriétés de fluorescence peuvent être modifiées, de manière réversible, par contraintes mécaniques Les études restent toutefois assez qualitatives et le manque de caractérisation et de quantification du phénomène limitent aujourd’hui son champ d’application. Au cours de cette thèse, nous nous sommes plus particulièrement penchés sur la famille des difluorures de bore à ligand dicétone. À travers la synthèse de dérivés originaux nous avons réalisé une étude détaillée et approfondie des mécanismes responsables du changement de fluorescence en combinant spectroscopie de fluorescence stationnaire et résolue en temps, AFM, microscopie de fluorescence et approches théoriques.Un montage a également été développé pour permettre de quantifier la réponse mécanofluorochrome en fonction du type de force appliquée (compression pure ou cisaillement) et a déjà permis de montrer que les molécules étudiées étaient sensibles au cisaillement et pas à la compression pure. En modifiant les substituants du ligand dicétone ou le groupement chélatant nous avons également mis en évidence leur influence sur la réversibilité du phénomène. La synthèse de ligands dicétones fonctionnalisés par des groupement chiraux nous a permis de comparer le comportement mécanofluorochrome entre dérivés énantiomériquement purs et racémiques et de commencer une étude de l’impact du mécanofluorochromisme sur les propriétés de luminescence polarisée circulairement (CPL) des dérivés énantiomériquement purs. Enfin, nous nous sommes penchés sur la synthèse de nanoparticules, par la méthode de reprécipitation ainsi que par la méthode RAFT, que nous avons ensuite caractérisées par spectroscopie stationnaire avant de mettre en évidence leurs propriétés mécanofluorochromes à l’échelle nanométrique grâce à un montage couplant AFM et microcopie de fluorescence.