Towards multifunctional supramolecular copolymers

Vers des copolymères supramoléculaires multifonctionnels

• Auteur / Autrice : Yunjie Xiang
• Direction : Nicolas Giuseppone
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 08/07/2014
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Michel Rawiso
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Bouteiller, Andreea Pasc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanotechnologie

Synthèse organique

Autoassemblage

Copolymères

Mots clés libres

Chimie supramoléculaire

Auto-assemblage

Polymères supramoléculaires fonctionnels

Copolymères supramoléculaires multifonctionnels

Spectroscopies optiques

Microscopies

Diffusion du rayonnement

Supramolecular chemistry

Self-assembly

Functional supramolecular polymers

Multifunctional supramolecular copolymers

Optical Spectroscopies

Microscopies

Scattering techniques

Social self-sorting

Résumé

Le but de cette thèse était de comprendre l'organisation supramoléculaire et le possible réarrangement dynamique de copolymères supramoléculaires multifonctionnels. Ainsi, nous avons synthétisé diverses molécules présentant un coeur urée ou pérylène fonctionalisé par différentes chaines latérales afin de combiner des propriétés de structuration, de fluorescence et de bioreconnaissance dans une même chaine de polymère supramoléculaire. En combinant différentes techniques de spectroscopie, de diffusion du rayonnement et de microscopie, nous avons montré que des molécules avec un même coeur mais des chaines latérales différentes conduisaient à des nanostructures différentes comme des rubans vrillés, des plaques 20 ou encore des fibres branchées. Enfin, plusieurs unités monomériques avec un même coeur mais des chaines latérales différentes ont été mélangées pour former des copolymères supramoléculaires multifonctionnels. La formation préférentielle d'une nanostructure unique dictée par un des monomères a été démontrée selon un mécanisme de tri dit social ( « social self-sorting » ).

The goal of this thesis was to understand the supramolecular organization and the possible dynamic rearrangement of multifunctional supramolecular copolymers. To this end, we havedeveloped a series of building blocks based on urea or perylene cores with various lateral side chains for combining structuring, fluorescence, and biorecognition properties in a singlesupramolecular polymer chain. Using a combination of spectroscopy, scattering, and microscopy techniques, we have shown that molecules with a same core but different lateral chains can lead to the formation of various nanostructures su ch as twisted ribbons, 20 plates, or branched fibers. Ultimately, by combining monomeric units with different functional side chains, multifunctional supramolecular copolymers have been obtained. Whereas radiation scattering and imaging techniques were used to demonstrate that one of the monomer can dictate the formation of a preferential nanostructure, optical spectroscopies revealed that the polymerization process of our systems indeed occurs via social self-sorting.