Membranes auto-supportées et nanocomposites à base de films multicouches de polyélectrolytes

par Liyan Shen

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Catherine Picart.

Soutenue le 07-03-2012

à Grenoble en cotutelle avec Zhejiang University , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) .

Le président du jury était Didier Delabouglise.

Le jury était composé de Catherine Picart, Jian Ji, Jiacong Shen, Laurent Duraffourg, Vincent Leconte.

Les rapporteurs étaient Gero Decher, Boris Lakard.


  • Résumé

    La technique d'auto-assemblage couche par couche de polyélectrolytes, permettant de construire des films appelés « multicouches », s'est grandement développée au cours des deux dernières décennies. Cette technique permet non seulement de modifier des surfaces de matériaux mais également d'élaborer des membranes auto-supportées. Dans cette thèse, j'ai étudié la croissance de deux systèmes multicouches assemblés dans des conditions extrêmes de pH pour accélérer leur croissance. Les films à base de poly(ethylene imine) et d'acide poly(acrylique) ont été utilisés pour réaliser, d'une part, des membranes possédant une capacité à répondre à l'humidité, et d'autre part, des membranes asymétriques présentant des propriétés anti-bactériennes. Les films à base de poly(L-lysine) et de hyaluronane ont été réalisé par croissance amplifiée par le pH, et l'effet du poids moléculaire du HA sur la croissance et les propriétés interne des films a été étudié. Ces films ont servi de réservoir pour le piégeage de précurseurs métalliques, qui ont ensuite été réduit in situ par irradiation UV, afin de former des nanoparticules. Ainsi, des films nanocomposites contenant des particules d'argent et des particules d'or ont été synthétisés.

  • Titre traduit

    Free-standing films and nanocomposites based on pH-amplified polyelectrolyte multilayer films


  • Résumé

    Layer-by-layer assembly has witnessed great development during the two last decades and has expanded its application from surface modification to membrane construction. In this thesis, I studied the buildup of layer-by-layer films assembled at extreme pH (i.e. pH-amplified). I first focused on the fabrication of free-standing film made of poly(ethylene imine) and poly(acrylic acid). An application was to use these films as humidity sensors and a second one was to load silver ions in the films to create anti-bacterial membranes. Then, I worked on poly(L-lysine)/hyaluronan films and I investigated the effect of HA molecular weight on film growth and internal properties. Finally, nanocomposites were made via in situ synthesis of metal NPs in (PLL/HA) films: silver NP loaded (PLL/HA) free-standing films were constructed and their mechanical properties were tested; well dispersed gold NPs with sizes ranging from ~2 nm to ~9 nm were synthesized in (PLL/HA) films.


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