Mouvements macroscopiques intégrés de moteurs moléculaires activés par la lumière
Auteur / Autrice : | Quan Li |
Direction : | Nicolas Giuseppone |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie |
Date : | Soutenance le 03/02/2015 |
Etablissement(s) : | Strasbourg |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....) |
Jury : | Président / Présidente : Jean-Pierre Sauvage |
Rapporteurs / Rapporteuses : Ludovic Jullien, Patrice Woisel |
Mots clés
Mots clés libres
Résumé
Dans la nature, des moteurs moléculaires tells que l'ATP synthase ou la kinésine peuvent consommer de l'énergie pour générer du mouvement et ainsi assurer des fonctions essentielles comme le transport ou la synthèse de molécules. La préparation de moteurs artificiels capables de fournir un travail à différentes échelles est un défi important pour les chimistes. Dans ce travail, nous avons conçu et synthétisé de manière stéréosélective un moteur moléculaire unidirectionnel et hautement fonctionnalisé à l'échelle du gramme. La fonctionnalisation orthogonale du moteur permet de l'intégrer dans des matériaux polymères. Grâce à une réaction de "click" réalisée sous différentes conditions de dilution, nous avons pu obtenir soit une macromolécule bicyclique en forme de 8 soit un gel de polymers dont les moteurs constituent les points de réticulation. Sous irradiation UV, les moteurs tournent ce qui enroule les chaines de polymers. Pour le bicycle, la taille caractéristique de la macromolécule diminue tandis que la morphologie évolue vers une pelote étirée. Dans le cas du gel, suite à la rotation des moteurs, l'enroulement des chaines conduit à une contraction du gel de l'ordre de 80% en volume. C'est le premier exemple d'intégration de mouvements moléculaires hors équilibre résultant en une réponse observable à l'échelle macroscopique. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes dans le domaine des nanotechnologies ainsi que dans celui de l'énergie.