Développement de matériaux mécanofluorochromes à base de polydiacétylènes comme capteurs de force ultrasensibles

par Luca Polacchi

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Clémence Allain et de Rémi Métivier.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire de Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires (laboratoire) et de École normale supérieure Paris-Saclay (Cachan, Val-de-Marne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Les molécules et matériaux mécanofluorochromes, c'est-à-dire dont l'émission de fluorescence change lors de l'application d'une contrainte mécanique suscitent un intérêt grandissant, avec la description de plusieurs nouvelles familles de molécules mécanofluorochromes ces dernières années.[1] Toutefois, la plupart des exemples décrits dans la littérature restent très qualitatifs : la nature de la contrainte à appliquer pour observer un changement d'émission de fluorescence (pression, cisaillement) et son intensité sont rarement étudiées. Par ailleurs, les polydiacétylènes sont des polymères conjugués, très étudiés pour leurs propriétés optiques et qui ont la particularité d'exister sous deux phases, une bleue (non fluorescente), et une rouge (faiblement fluorescente). La transition de phase bleu-rouge peut-être déclenchée par différents stimuli (chauffage, interaction avec un analyte), ce qui a conduit au développement d'une large gamme de capteurs colorimétriques à base de polydiacétylènes.[2] Il a aussi été montré sur un petit nombre d'exemples que les polydiacétylènes peuvent présenter un caractère mécanochrome.[3] Par conséquent, nous souhaitons coupler des polydiacétylènes à des fluorophores, pour obtenir de nouveaux matériaux mécanofluorochromes, et quantifier leur sensibilité à l'application d'une force mécanique.

  • Titre traduit

    Elaboration of mechanofluorochromic materials based on polydiacetylene as ultrasensitive force probes


  • Résumé

    Mechanofluorochromic molecules and materials, which fluorescence emission changes upon application of a mechanical stimulus are attracting a growing interest, with the description of several new families of mechanofluorochromic materials over the past 5 to 6 years.[1] However, most of the examples described so far remain purely qualitative: the type of stress to apply to measure a change in fluorescence emission (hydrostatic pressure, shearing) and its intensity are seldom studied. In parallel, polydiacetylenes are conjugated polymers, widely studied for their optical properties which can exist under two different phases, one blue (non fluorescent) and the other red (weakly fluorescent). The blue to red phase transition can be triggered by different stimuli, such as heat or interaction with an analyte, which has led to the development of a wide range of colorimetric sensors based on polydiacetylene.[2] It has also been shown on a small number of examples that polydiacetylenes can be mechanochromic.[3] As a consequence, our objective is to couple polydiacetylenes to appropriate fluorophores in order to obtain new mechanofluorochromic materials and to quantify their sensitivity to mechanical stress.