Auto-structuration de nano-objets d'azo-polymère : du nanofilm à la nanosphère

par Payman Tajalli Seifi

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Regis Barille.

Soutenue en 2011

à Angers .


  • Résumé

    Les polymères contenant des azobenzene sont potentiellement prometteurs pour des applications dans divers domaines de l'optique et la photonique. Il a été observé que la surface libre de films polymère peut induire un transport de masse s'il est exposé à une lumière structurée. L'absorption de la lumière induit un mouvement moléculaire et conduit à des réseaux de surface en relief. Dans cette thèse nous avons tout d'abord étudié l'influence de l'épaisseur du film mince et des très basses températures (-200° C) sur la formation des reseaux auto-structurés. Nous présentons ensuite un nouveau type de fibres creuses "hollow core" dans lesquelles nous induisons un réseau. Les réseaux auto-structurés ont été écrits à l'aide d'un faisceau laser convenable avec une polarisation appropriée dans une fibre capilaire en verre dont la surface interne a été recouverte d'une mince couche d'azopolymère. Ce type de fibre (noté HCGF pour "Hollow Core Grating Fiber") pourrait trouver une application dans la sélection de longueur d'onde ou dans l'allongement de la durée d'impulsion. Enfin l'auto-structuration de nano-objets d'azopolymères sous forme d'azonanotubes et d'azonanosphères de l'azopolymère a été étudiée. Nous nous appuyons sur l'effet de la migration photoinduite observée dans les films minces d'azopolymère pour étudier la formation du réseau de surface à partir d'azo-nanotubes. La manipulation et le contrôle précis de l'ordre moléculaire est réalisée à l'echelle nanométrique. L'interaction entre un faisceau laser argon et des nanotubes azopolymère induit des structures de surface. Le processus d'auto-structuration observé dépend de la polarisation du faisceau laser. Par ailleurs, nous avons étudié des sphères nanométriques d'un azopolymère obtenues par micellisation à partir d'une solution. Nous avons observé une déformation photoinduite des nanosphères sous l'action de lumière blanche. L'effet de déformation photoinduite est limité à une très petite surface, ce qui indique un comportement différent de celui dans les couches minces. Il est également montré que, quelle que soit l'origine de la force qui est exercée sur les nanosphères, une énorme pression est transmise à l'intérieur des particules ou à la matière environnante, permettant ainsi d'induire et de contrôler efficacement le mouvement mécanique à l'echelle nanométrique via la lumière.

  • Titre traduit

    Self-structuration of azopolymer nano objects : from nano-film to nano-sphere


  • Résumé

    In this thesis we studied self-structuration of azopolymer nano-objects, including azopolymer thin films, azo-nanotubes and azo-nanosphere. The influence of thin film thickness and very low temperatures on self-structured SRG formation will described and discusses extensively. Then we proposes a new type of hollow-core fiber called hollow-core grating fiber (HCGF). Inside hollow-core grating fiber (HCGF), the self-structured SRG patterns was written by lunching a suitable laser beam with proper polarization in a capillary glass fiber which inner surface has previously been coated with an azopolymer thin film. Such a grating acts as a wavelengths/angle. This type of fiber (HCGF) could find application for wavelength selection of pulse duration stretching. We exploit the photoinduced migration effect in azopolymer thin films to induce surface relief patterning of azo-nanotubes. Manipulation and precise control of the molecular order is achieved at the nanoscale. Interaction between a laser beam from an argon laser and the azopolymer nanotubes induces structures on the surface. The self-patterning process is observed to depend on the laser beam polarization. Furthermore nanometric spheres of an azopolymer are obtained by micellization from a solution. We observed photoinduced deformation of nanospheres under white light illumination. The photoinduced deformation effect is restricted to very small surface, which produces a different behaviour than in thin films. It was also shown that, whatever the origin of the force that is exerted onto the nanospheres, huge pressure will be transmitted to the interior of the particles or to the surrounding material, opening up the possibility with light to induce and control effectively mechanical motion at the nanoscale.

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Informations

  • Détails : 1 vol. [XV-160 p.]
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

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