Core-shell structures based on dendritic polymers sensitive to external stimuli : applications to the synthesis of gold nanohybrid materials

Structures coeur-couronne répondant à un stimulus à base de Polymères dendritiques : application à la synthèse de matériaux hybride

• Auteur / Autrice : Hong Hanh Nguyen
• Direction : Jean-Daniel Marty, Nancy Lauth de Viguerie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie macromoléculaire et supramoléculaire
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanogels

Nanoparticules d'or

Dendrimères

Mots clés libres

Polymère hyper-ramifié

Hydrogel

Cristal liquide

Thermosensible

Nanoparticle d'or

Nanohybride

Résumé

Le travail présenté dans ce manuscrit décrit la conception et la synthèse d'architectures cœur-couronnes à base de polymères dendritiques, ainsi que les différents états d'assemblage de ces polymères (phases lyotropes, hydrogels, cristaux liquides) et enfin l'incorporation de nanoparticules d'or dans ces systèmes. Différents types de cœurs ont été utilisés dans ce projet: des polymères hyper-ramifiés polyamidoamine, des dendrimères de polyamidoamine et des dendrigrafts de polylysine. Ces cœurs ont été fonctionnalisés soit avec un polymère thermosensible de type poly(N-isopropylacrylamide) via un couplage amide, soit avec un tensio-actif comme le dodécyl sulfate de sodium ou avec des copolymères présentant des séquences ioniques, ces deux derniers cas via des interactions ioniques. Les polymères cœur-couronne s'organisent en phases organisées lyotropes ou thermotropes en fonction de leurs architectures et de leur environnement. Les différentes phases formées par ces structures ont été utilisées pour stabiliser des nanoparticules d'or préformées ou pour les synthétiser in situ. L'influence de la présence de nanoparticules sur l'organisation du polymère et sur les propriétés des systèmes hybrides (mécaniques, stabilisation. . . ) a été étudiée. En outre, l'influence de ces systèmes sur la croissance de nanoparticules formées in situ a été évaluée. La taille des nanoparticules d'or est dictée par la nature de la phase organisée qui est elle-même liée à la structure du polymère hyper-ramifié.

The work presented in this manuscript describes the design and synthesis of core-shell architectures based on dendritic polymers, as well as the different assemblage states of those polymers (lyotropic phases, hydrogels, liquid crystals) and finally the incorporation of gold nanoparticles inside such systems. Different types of cores were used in this project: polyamidoamine hyperbranched polymers, polyamidoamine dendrimers and polylysine dendrigrafts. These cores were functionalized either with thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) via an amide coupling, or with sodium dodecyl sulfate surfactant by ionic interactions, or with ionic block copolymers also by ionic interactions. The core-shell polymers organized into aggregates in aqueous solution, gels or liquid crystals depending on their architectures and their environment. All the phases formed by these structures were used to in situ synthesize gold nanoparticles as well as to stabilize preformed gold nanoparticles. The changes in these phases induced by the incorporation of nanoparticles as well as the properties of the hybrid systems (mechanical, liquid crystal character, stability. . . ) were presented. Furthermore, the " soft-template " effect of these systems on the size of the in situ formed nanoparticles was studied. The size of gold nanoparticles was governed by the nature of the assembled phase related to the structure of the hyperbranched polymer.