Thèse soutenue

Revêtements glissants sans fluor à base de siloxanes : une structuration multi-échelles de polymères dépendante de l'humidité
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Auteur / Autrice : Marion Callau
Direction : Patrick GuenounChristophe Fajolles
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 30/11/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nanosciences et innovation pour les matériaux, la biomédecine et l'énergie (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Emmanuelle Rio
Examinateurs / Examinatrices : Yvette Tran, Günter Reiter, Rabah Boukherroub, Jérémie Teisseire
Rapporteurs / Rapporteuses : Yvette Tran, Günter Reiter

Résumé

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Le mouillage d'un liquide sur une surface est une problématique récurrente au quotidien et en industrie. Pour diverses applications, les revêtements omnifuges sur lesquels un liquide quelconque glisserait sans laisser de traces sont d'un grand intérêt. Historiquement, les molécules fluorées ont largement été utilisées, car elles induisent une faible énergie de surface. Cependant, de récentes études les ont classées comme produits organiques persistants, il est donc nécessaire de trouver de nouvelles technologies plus sûres et écologiques. Ainsi, les siloxanes sont de meilleurs candidats, car ils peuvent former des surfaces de type liquide très glissantes de par la grande mobilité de la liaison Si‑O‑Si.L'objectif principal de ce projet est donc d'optimiser le procédé de dépôt du revêtement à base de diméthyldiméthoxysilane en conditions acides sur des surfaces de verre et de proposer un modèle du mécanisme moléculaire sous-jacent. Une surprenante structuration multi-échelles de la surface, fortement dépendante de l'humidité relative, a été découverte. Cette structuration joue un rôle majeur dans l'optimisation du glissement. La présence d'une couche adsorbée de polymères, très mobiles, accroît également l'aspect glissant du revêtement. Cependant, cette couche doit être stabilisée : la mobilité des polymères est telle qu'ils peuvent être évacués par le passage des gouttes de liquide.Ce projet de thèse ouvre ainsi la voie à la fabrication de revêtements omnifuges, plus respectueux pour l'environnement et la santé. Il est en particulier possible de transposer ces travaux à d'autres substrats, en utilisant notamment une sous-couche de SiO2.