Molécules pi-conjuguées fonctionnelles : synhèse et application à l'élaboration de nanomatériaux

par Nathalie Cheminet

Thèse de doctorat en Chimie organique, minérale et industrielle

Sous la direction de Françoise Serein-Spirau.


  • Résumé

    De nouveaux matériaux π-conjugués fonctionnels ont été élaborés selon deux approches. La première a consisté à préparer des molécules π-conjuguées fonctionnelles – basées sur un segment central de type 1,4-bis(phénylène-éthynyl)benzène – permettant de développer des nano-objets et des nanomatériaux hybrides associant les segments conjugués organiques à d'autres composantes : des nanotubes de carbone et de la silice sous la forme de nanoparticules ou de nanomatériaux. Le segment conjugué de base a été fonctionnalisé soit directement, soit par le biais de ses chaînes solubilisantes. La seconde approche a permis de développer une nouvelle famille d'oligomères conjugués organiques et solubles – basés sur des motifs de type thiénopyrazine – de faible gap énergétique entre les orbitales HOMO et LUMO. Les propriétés électro-optiques de ces composés exclusivement organiques ont été confrontées à des calculs prédictifs obtenus par des méthodes de la chimie théorique (DFT, TDFFT). Ces matériaux hybrides fonctionnels ont pu être valorisés. La fonctionnalisation des chaînes solubilisantes par des groupements ioniques imidazolium ont permis la conception de nouveaux matériaux polyélectrolytes pour accéder à des ionogels. La fonctionnalisation du segment conjugué en lui-même a pu être mis à profit pour la fonctionnalisation covalente de nanotubes de carbone ou de nanoparticules de silice.

  • Titre traduit

    Pi-conjugated functionals molecules : synthesis and application to nanomaterials


  • Résumé

    New π-conjugated functional materials were elaborated in two ways. The first one consisted in the preparation of π-conjugated functional molecules – based on a 1,4-bis(phenylene-ethynyl)benzene central segment – in order to develop hybrid nano-objects and nanomaterials which combine organic conjugated segments with other components : carbon nanotubes or silica (nanoparticules, nanomaterials). The central conjugated unit is functionalized either on this π-conjugated system or at the end of the side chains. The second approach allows the development of a new family of organic soluble conjugated oligomers – based on thienopyrazine units – characterized by a low band gap between HOMO and LUMO orbitals. The electronic and optic properties of these organic compounds were compared to theoretical calculations (DFT, TDFFT). The functionalization of the side chains by ionic imidazolium units could permit the conception of new polyelectrolyte materials and open the access to new ionogel materials. The functionalization of the conjugated segment was used with advantage for the covalent functionalization of carbon nanotubes or silica nanoparticules.

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