Nano/micro auto-assemblages chiraux de tensioactifs cationiques : du comportement dynamique des architectures supramoléculaires jusqu’aux nanomatériaux hybrides

Chiral nano/micro self-assemblies of cationic surfactants : from dynamic behavior of supramolecular architectures towards hybrid nanomaterials

• Auteur / Autrice : Rumi Tamoto
• Direction : Reiko Oda
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-physique
• Date : Soutenance le 19/12/2011
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Hélène Delville, Sophie Lecomte, Kazushi Kinbara
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Narcis Avarvari, Christophe Tribet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Surfactants

Chimie supramoléculaire

Nanoparticules

Matériaux hybrides

Chiralité

Composés amphiphiles

Mots clés libres

Amphiphiles chiraux

Transformation de morphologie

Echange de cotre-ion

SERS

Nanomatériaux hybrides

Architectures supramoléculaires

Chiral amphiphiles

Morphology transformation

Counter-ion exchange

SERS

Hybrid nanomaterials

Supramolecular structures

Résumé

Nous avons étudié les comportements dynamiques d'auto-assemblage des tensioactifs cationiques non-chiral en présence du contre-anion chiral.Lorsque le nucléotide anionique chiral est ajouté à des vésicules cationiques, la transition morphologique se produit et transforme in situ des vésicules sphériques en hélices micrométriques.D'autres types de Gemini tensioactifs cationiques forment des rubans nanométriques hélicoïdaux, en présence de tartrate contre-anions. La forme et l'hélicité de ces rubans peuvent être contrôlés in situ par la variation de l'excès énantiomérique.En outre, les nanohélices organiques peuvent être transcrite en nanohélices 3D de silice via une polycondensation sol-gel.Ces nanohélices de silice fonctionnalisées avec des groupes aminés peuvent interagir fortement avec des nanoparticules d'or (GNPs; 1 ~ 20 nm). Le réseau 3D de -nanohélices GNPs/silice sont potentiellement utilisables pour des applications de capteurs basée sur les SERS comme ceux chimiques et biologiques ultra-sensibles en phase liquide.

We have studied the dynamic self-assembly behaviors of non-chiral cationic surfactants in thepresence of chiral counter-anion.When the chiral anionic nucleotides are added to cationic vesicles, morphology transitionoccurs and spherical vesicles transform in situ to micrometric helices.Other types of cationic surfactant, gemini surfactants form nanometric helical ribbons in thepresence of tartrate counter-anion. The shape and helicity of these self-assembled structurescan be controlled in situ by the variation of enantiomeric excess.In both cases, they form gels in water by creating extended networks of nanometric tomicrometric chiral fibers.Additionally, the organic nanohelices can be transcribed to 3D silica nanostructures via solgelpolycondensation. These silica nanohelices functionalized with amino group can interactstrongly with gold nanoparticles (1 ~ 20 nm). The 3D network of GNPs/silica-nanohelices canpotentially be used for SERS-based sensing applications such as ultra-sensitive chemical andbiological sensors in liquid phase.