Nanotubes de carbone : applications à la limitation optique, la nanoélectronique et développement de nouvelles méthodes de fonctionnalisation

par Cécilia Ménard-Moyon

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Charles Mioskowski.


  • Résumé

    Cette thèse concerne la fonctionnalisation des nanotubes de carbone pour des applications en électronique et en limitation optique. Nous avons fonctionnalisé les nanotubes pour améliorer leurs performances afin de développer des systèmes de protection efficaces de la vision. Une des approches a reposé sur la combinaison avec d'autres matériaux optiquement non linéaires. Les nanotubes possèdent également des propriétés électroniques que nous avons essayé de moduler pour la conception d'un nanointerrupteur contrôlé par la lumière. Les différentes stratégies pour perturber et restaurer la conductivité des nanotubes s'appuient sur des réactions de cycloaddition photoréversibles, sur l'adsorption de composés aromatiques contrôlée par la lumière et sur des transferts de charge photoinduits. L'exploitation des propriétés des nanotubes nous a amenés à développer des méthodes de fonctionnalisation. Celles-ci reposent sur des réactions de cycloaddition avec la surface des nanotubes constitués d'atomes de carbone hybridés sp2. Nous avons mis au point une méthode pour induire des réactions de Diels-Alder combinant l'utilisation des hautes pressions et l'activation de la surface des nanotubes par complexation avec du chrome tricarbonyle. Nous avons également développé une méthode douce et efficace basée sur la cycloaddition 1,3-dipolaire d'ylures d'azométhine. Nous avons mis en évidence que la fonctionnalisation est sélective des nanotubes semi-conducteurs lorsque l'ylure porte un groupement polycyclique aromatique (pyrène, anthracène). Ce résultat est prometteur pour la séparation des nanotubes métalliques et semi-conducteurs.

  • Titre traduit

    Carbon nanotubes : applications to optical limitation, nanoelectronics and development of novel methods of functionalisation


  • Résumé

    This work deals with the functionalisation of carbon nanotubes for applications in electronics and optical limitation. We functionalised nanotubes to enhance their performances for the development of an eye efficient protecting systems against laser radiation. One of our approaches was based on the combination of nanotubes with two-photon absorbers which are molecules with non-linear optical properties. Nanotubes possess also electronic properties and are very promising in nanoelectronics. We tried to modulate the electrical conductivity for the setting up of a photocontrolled nanoswitch. Our strategy relied on the perturbation and restoration of conductivity. We studied photoreversible cycloaddition reactions with the nanotubes surface, adsorption of aromatic compounds controlled by light and photoinduced charge transfer. This led us to develop methods of functionalisation based on cycloaddition reactions with nanotubes surface which are made of sp2 carbon atoms. We combined high pressure and activation of nanotubes surface by tricarbonyl chromium to induce Diels-Alder reactions. We also developed a mild and efficient method using 1,3-dipolar cycloaddition of azomethine ylides. We observed that functionalisation is selective of semiconducting nanotubes when ylides were bearing polycyclic aromatic compounds (pyrene, anthracene). This result is promising for the separation of metallic from semiconducting nanotubes.

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Informations

  • Détails : 1 vol., 292 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.287-292

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)315
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