Analyse dynamique de surfaces fonctionnelles par électrochimie localisée

par Jean-Marc Noël

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Philippe Hapiot et de Corinne Lagrost.

Soutenue en 2011

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Ce manuscrit présente une étude des phénomènes de transfert de charges par méthodes électrochimiques, et, en particulier, par microscopie électrochimique (SECM), sur des surfaces de carbone modifiées. Ces substrats modifiés par des couches de polyphénylène issues de la réduction électrochimique de sels d'aryldiazonium, permettent l'immobilisation des systèmes à étudier. Ce travail à débuté par l'étude des mécanismes de transferts de charges sur des surfaces modifiées par des systèmes rédox. Il a été mis en évidence une dépendance entre l'efficacité de la circulation des charges sur la surface et la proximité entre les espèces rédox immobilisées. Ensuite, nous avons étudié la fonctionnalisation de couches de polyphénylène par des nanoparticules d'argent et par une molécule biologique, le glutathion. L'immobilisation de ces systèmes « non rédox » confère de nouvelles propriétés à la surface, notamment au niveau des cinétiques de transfert de charges. Les analyses effectuées dans différents milieux ont montré une influence sur ces processus. Enfin, la réactivité des espèces réactives de l'oxygène (ROS) vis-à-vis de surfaces modifiées par une couche de polyphénylène et par le glutathion a été étudiée. Les ROS sont générées en réduisant le dioxygène à la surface de la microélectrode par SECM. Les espèces obtenues ont des réactivités différentes en fonction de la nature du métal de la microélectrode (Platine, Or). La réduction du dioxygène sur une microélectrode de platine conduit à la microstructuration destructive d'une couche organique. En utilisant une microélectrode d'or et les propriétés antioxydantes du glutathion, nous avons réalisé des microstructures effaçables.

  • Titre traduit

    Dynamic analysis of functional surfaces by localized electrochemistry


  • Résumé

    This manuscript presents the study of the charge transfer process on modified carbon surface using electrochemical methods, and particularly the electrochemical microscopy (SECM). The substrates were modified by the electrochemical reduction of aryldiazonium salts going to the grafting of polyaryl layers, and then followed by the immobilization of different systems to study. We first studied the mechanism of the charges transfers on the surfaces functionalized with redox systems. These studies have shown a relationship between the efficiency of the electronic transfer on the surface, and the proximity between the immobilized redox moieties. Then, we studied the derivation of polyaryl layers with silver nanoparticles and with a biological molecule named glutathione. The immobilization of these non-redox systems confers new properties to the surface; the changes actually occurred in the kinetics of charge transfers. The experiments performed in different solvents have shown an influence on these processes. Finally, we have studied the reactivity of the reactive oxygen species (ROS) versus the polyaryl or glutathione modified surfaces. ROS are generated by reducing the oxygen on the surface of the microelectrode by SECM method. It was shown that the reactivity of ROS depends on the nature of the microelectrode (Platinum, Gold). The oxygen reduction on a platinum microelectrode leads to a destructive micropatterning of the organic layer. An erasable micropatterning was performed using a gold microelectrode and the antioxidant properties of glutathione.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (161-XIIp.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2011/161
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