Zeolites as key-components for electronics and biomedicine

par Henning Lülf

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Luisa De Cola.

Soutenue le 13-12-2013

à Strasbourg , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg) , en partenariat avec Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) (équipe de recherche) .

Le président du jury était Gero Decher.

Les rapporteurs étaient Luis Liz-Marzan, Christof Wöll.

  • Titre traduit

    Zéolithes comme composants clés pour l'électronique et la biomédecine


  • Résumé

    La thèse intitulée « Zeolites as key-components for electronics and biomedicine » traite de travaux sur des cristaux de zéolite-L avec des tailles et des formes différentes pour des applications dans les domaines de l’électronique et de la biomédecine. Il a été montré que, lorsque les monocouches de zéolites-L sont munies d’un biofilm, elles peuvent être utilisées comme des substrats pour une croissance de longue durée de neurones primaires. De plus, les pores des zéolites peuvent être remplies d’un spécial semi-conducteur organique, pour permettre un transport d’électrons à travers les canaux et, plus important, ces matériaux présentent une très haute magnétorésistance en y appliquant un champ magnétique externe. Enfin, les monocristaux de zéolites-L peuvent être utilisés en tant que plateforme pour un oligo-nucléotide multifonctionnel et l’administration d’un médicament-modèle à l’intérieur de cellules vivantes. Les oligo-nucléotides sont attachés aux particules de la surface externe et le médicament modèle est encapsulé dans les pores. Ces premières expériences-modèles confirment que ces systèmes offrent un grand potentiel dans le domaine de la thérapie génique. En résumé, cette thèse montre que les cristaux de zéolites-L peuvent être appliqués avec succès dans des domaines très variés, de l’électronique à la biomédecine.


  • Résumé

    The aim of this thesis titled “Zeolites as key-components for electronics and biomedicine” is the synthesis, functionalization and applications of zeolite-L particles for applications in electronics and biomedicine. This thesis is organized into 8 chapters, starting in chapter 1 with giving a general overview about nanotechnology and biomedicine. After that the concept of using nanocontainer in biomedicine are briefly discussed. In the following the nanocontainer zeolite-L is introduced and a summary of zeolite- L for applications in nanomedicine is given. Finally, the self-assembly of zeolites in monolayers and their further functionalization is discussed. Chapter 2 describes the zeolite-L synthesis, functionalization and their assembly into functional materials in detail. Three different types of zeolite-L have been used in this thesis: Nanozeolite-L particles with a size of just a few tenths of nanometers, disc-shaped zeolite-L with a diameter of around 200 nm and micrometer sized crystals with a length of about 1000 nm. Then different methods to functionalize the crystals with the desired groups and to obtain specific properties of the crystals are reported. In detail, the exchange with different counter cations, the insertion of guest molecules and the functionalization of the external crystal surface are reported. Finally the assembly into monolayers and their further functionalization by soft lithography is discussed. [...]


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