Strain-engineering of thin polymer films : a novel route for the development of functional materials and microfluidic devices

par Aleksandr Egunov

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Valeriy Luchnikov.

Soutenue le 23-11-2015

à Mulhouse , dans le cadre de École Doctorale Jean-Henri Lambert , en partenariat avec Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Ingénierie des contraintes de films minces de polymères : une nouvelle voie pour le développement de matériaux fonctionnels et d'outils microfluidiques


  • Résumé

    Les deux systèmes de création d’une contrainte dans les films polymériques ont été développés, chacun répondant à un gradient de gonflement du polymère dans la direction normale au film. Ce gonflement peut être provoqué soit par la présence d’un gradient de densité de réticulation dans la direction normale à la surface (films de poly(4-vinylpyridine) réticulés par UV ou dans les films de chitosan réticulés thermiquement et ioniquement ; ou soit par une pénétration asymétrique de vapeur de solvant dans le film (ici le polydiméthylsiloxane oxydé en surface). Un troisième système polymérique auto-enroulant a également été réalisé par la création d’une contrainte permanente au sein du film de polydiméthylsiloxane, grâce à l’extraction sélective d’un additif non-réticulé, l’huile de silicone. Un modèle théorique du processus d’auto-enroulement, basé sur la théorie linéaire d’élasticité a ainsi pu être proposé.


  • Résumé

    Two systems of stress creation in the polymer films were developed, each based on the swelling gradient in the direction normal to the film. This swelling may be caused either by the presence of a crosslinking density gradient in the direction normal to the surface (poly (4-vinylpyridine film) crosslinked by UV or in the thermally or ionically crosslinked chitosan films; or by asymmetric penetration of solvent vapor in the film (here polydimethylsiloxane surface-oxidized). A third self-rolling polymeric system has also been realized by the creation of a permanent strain in the polydimethylsiloxane film by selective extraction of a non-cross-linked additive, silicone oil. A theoretical model of self-rolling process based on the linear theory of elasticity has been proposed.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2015 par Université de Haute Alsace [diffusion/distribution] à Mulhouse

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Informations

  • Sous le titre : Strain-engineering of thin polymer films : a novel route for the development of functional materials and microfluidic devices
  • Détails : 1 vol. (167 p.)
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