Dissertations / Theses: 'Polymère à empreintes ioniques'

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Moussa, Manel. "Développement de polymères à empreintes ioniques pour l'extraction sélective des lanthanides dans des échantillons environnementaux." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066585/document.

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Abstract:

L'analyse des lanthanides à l'état de trace dans les matrices environnementales requiert souvent une étape de purification et de préconcentration. L'extraction sur phase solide (SPE) est la technique la plus utilisée dans le domaine du traitement de l'échantillon. Cette thèse a consisté à développer des polymères à empreintes ioniques (IIP) pour l'extraction sélective des lanthanides (Ln3+). Tout d'abord, des IIP ont été préparés selon l'approche de piégeage en utilisant le 5,7-dichloroquinoline-8-ol, un ligand non vinylique. La perte de ce ligand, supposé piégé, durant les étapes d'élimination de l'ion empreinte et de sédimentation succédant à la polymérisation a été démontrée en HPLC-UV. Cette perte non répétable a entraîné un manque de répétabilité des profils SPE sur deux IIP préparés dans les mêmes conditions. Cela a permis de démontrer que cette approche de synthèse pour des IIP n'était pas adéquate. Ensuite, des IIP ont été synthétisés par immobilisation chimique en utilisant l'acide méthacrylique comme monomère vinylique. La répétabilité des étapes de synthèse et d'extraction a été démontrée. Une sélectivité pour l'ensemble des lanthanides a été obtenue et des applications avec des échantillons réels ont été faites avec succès. Enfin, des IIP obtenus par immobilisation chimique d'acide méthacrylique et de 4-vinylpyridine comme monomères ont été synthétisés avec comme ion empreinte soit un Ln3+ léger (Nd3+) soit un Ln3+ lourd (Er3+). Des sélectivités identiques de ces IIP pour l'ensemble des Ln3+ ont été obtenues dans les deux cas. Cependant, cette sélectivité a pu être modulée en changeant la nature et le pH de la solution de lavage utilisée dans le protocole SPE The analysis of the lanthanide ions present at trace level in complex environmental matrices requires often a purification and preconcentration step. The solid phase extraction (SPE) is the most used sample preparation technique. To improve the selectivity of this step, Ion Imprinted Polymers (IIPs) can be used as SPE solid supports. The aim of this work was the development of IIPs for the selective extraction of lanthanide ions from environmental samples. In a first part, IIPs were prepared according to the trapping approach using 5,7-dichloroquinoline-8-ol as non-vinylated ligand. For the first time, the loss of the trapped ligand during template ion removal and sedimentation steps was demonstrated by HPLC-UV. Moreover, this loss was not repeatable, which led to a lack of repeatability of the SPE profiles. It was then demonstrated that the trapping approach is not appropriate for the IIPs synthesis.In a second part, IIPs were synthesized by chemical immobilization of methacrylic acid as vinylated monomer. The repeatability of the synthesis and the SPE protocol were confirmed. A good selectivity of the IIPs for all the lanthanide ions was obtained. IIPs were successfully used to selectively extract lanthanide ions from tap and river water. Finally, IIPs were synthesized by chemical immobilization of methacrylic acid and 4-vinylpyridine as functional monomers and either a light (Nd3+) or a heavy (Er3+) lanthanide ion as template. Both kinds of IIPs led to a similar selectivity for all lanthanide ions. Nevertheless, this selectivity can be modified by changing the nature and the pH of the washing solution used in the SPE protocol

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René, William. "Polymères à empreintes ioniques fluorescents : un outil innovant pour la détection du plomb en milieu marin." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUL0012.

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Abstract:

Les polymères à empreintes ioniques (IIPs) sont des matériaux poreux hautement réticulés présentant des cavités de reconnaissance spécifiques d'un ion cible, leur permettant ainsi d'avoir une sélectivité élevée. Le travail de thèse présenté se concentre sur la préparation de polymères à empreintes ioniques fluorescents du plomb (Il), c'est-à-dire capables de transformer la reconnaissance de cet ion en un signal de fluorescence, en vue de leur application pour la détection de ce contaminant en milieu marin. Ainsi, dans une première étape, la stratégie adoptée a été de sélectionner un ligand fluorescent original, sélectif du plomb, de l'étudier et de l'utiliser pour l'élaboration des polymères. A partir de ce ligand, un monomère fluorescent de type styrénique a donc été synthétisé (ANQ-ST) dont le signal de fluorescence est exalté lors de l'ajout de plomb (11). La deuxième étape a été consacrée à l'élaboration d'IIPs du plomb (11) à base d'ANQ-ST. Différents paramètres ont été testés: le solvant de polymérisation, la nature de l'agent de réticulation, le diméthacrylate d'éthylène glycol (EGDMA) ou le divinylbenzène (DVB), ainsi que le ratio de monomère fonctionnel (ANQ-ST) par rapport à l'agent de réticulation (2 % et 5 % molaires). Un panel diversifü de techniques de caractérisation a permis d'étudier les propriétés structurales des différents polymères synthétisés ainsi que de valider l'intégration du monomère fonctionnel ANQ-ST dans la matrice polymère. La dernière étape a consisté à évaluer les performances des IIPs pour la détection du plomb (11) par fluorescence Les polymères préparés avec l'EGDMA et 5 % de monomère fonctionnel présentent les meilleurs résultats. Pour ces polymères, l'intensité de fluorescence des IIPs augmente fortement en présence de plomb (11). De plus, la réponse est très peu impactée par l'ajout d'une espèce ionique interférente, contrairement à leurs analogues non-imprimés, soulignant l'efficacité de l'effet d'empreinte. Des droites de calibration ont été établies en milieu aqueux à différents pH et dans différentes matrices, paramètres qui n'ont pas eu d'influence majeure. Les limites de détection obtenues, de 2, 1 et 2,4 µg.L-1, sont inférieures à la recommandation de 1 O µg.L-1 de l'OMS. Ces résultats ont permis de valider avec succès l'utilisation des IIPs fluorescents synthétisés dans le cadre de ce travail de thèse pour la détection du plomb (Il) dans des échantillons naturels en particulier marins Ion imprinted polymers (IIP) are highly cross-linked porous materials with specific recognition cavities of a target ion. Thus, this kind of materials shows high selectivity. This work focuses on the preparation of fluorescent ion-imprinted polymers specific to lead (11), i.e. capable of transforming the ion recognition into a fluorescence signal, for the detection of this contaminant in marine environment. ln a first step, the strategy adopted was to select and synthesise a fluorescent ligand, specific to lead (11) and t study and use it for the preparation of the polymers. This ligand was modified to produce a styrene type fluorescent monomer (ANQ-ST). An exaltation of the fluorescence signal of ANQ-ST was observed along with lead Il addition. The second ste was dedicated to the develo ment of the lead Il ion-im rinted ol mers. Various parameters were tested: polymerization solvants, nature of crosslinking agent (EGDMA and DVB) and ANQ-ST/crosslinker ratio (2 % and 5% molar). A diversified panel of characterization techniques allowed to study the polymer structures and to evidence the integration of the functional monomer ANQ-ST inside the polymer matrix. The last step consisted in evaluating the performances of the IIPs for the detection of lead (Il) by fluorescence. The polymers prepared with EGDMA and 5 % of functional monomer showed the best results For these polymers, IIPs' fluorescence intensity in the presence of lead (11) was almost not impacted by the addition of interfering ion species, unlike their non-imprinted analogs. These results highlight the effectiveness of the imprinting effect. Calibration curves were established in aqueous media at different pH and in different matrices. Those parameters did not have major influences. The limits of detection obtained are below the World Health Organization recommendation (10 µg.L-1 ). These results were successfully validated by the detection of lead in natural samples, includinçi tests in marine media

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El, Ouardi Youssef. "Bentonite et diatomite modifiées versus polymères à empreintes ioniques : vers de nouveaux matériaux pour l'extraction du nickel et de l'argent d'effluents contaminés." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2020. http://www.theses.fr/2020TOUL0013.

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Abstract:

Les unités de dinanderies de la ville de Fès produisent des effluents très fortement contaminés par des éléments métalliques tels que le nickel, l’argent, le plomb, le cuivre ou encore le zinc. Ces effluents, déversés directement dans le réseau collectif, ont un impact négatif sur la station d’épuration proche. Il s’avère ainsi nécessaire de décontaminer ces effluents en amont de leur traitement. Dans ce contexte, les objectifs de ce travail étaient la valorisation de substances minérales naturelles, bentonite et diatomite, minerais abondants dans le sol national et peu exploités au Maroc, pour leur utilisation en tant que phase d’adsorption du nickel et de l’argent. L’objectif de ce travail a été de modifier les propriétés physico-chimiques de ces matériaux naturels pour maximiser leur capacité d'adsorption. Dans une première étape, la modification de la diatomite a été réalisée par traitement thermique à différentes températures (de 550 à 950 °C). La diatomite calcinée à 550 °C présente le meilleur pouvoir adsorbant vis-à-vis du nickel et de l’argent. La deuxième étape a été consacrée à la modification de la bentonite par traitement thermique (550 °C et 750 °C), par activation chimique par le carbonate de sodium et par activations combinées chimique et thermique à 450 °C. Les bentonites modifiées par activation chimique par le carbonate de sodium et par activations combinées chimique et thermique à 450 °C présentent les meilleurs résultats. En outre, des polymères à empreintes ioniques (IIPs) du nickel ont été considérés comme des matériaux alternatifs pour remplacer les matériaux naturels afin d'améliorer la sélectivité. La dernière partie a consisté à comparer les performances de ces matériaux, afin de sélectionner le meilleur matériau pour une future application dans la dépollution des effluents contaminés avant leur traitement par la station d'épuration de la ville de Fès. Les concentrations en nickel et argent résiduelles deviennent négligeables dans les échantillons naturels après l'adsorption par les matériaux étudiés dans ce travail, ce qui répond parfaitement aux Normes de Qualité Environnementale. Ces résultats ont permis de valider avec succès l’utilisation des matériaux naturels et de synthèse pour l’extraction du nickel et de l’argent issus d’effluents contaminés The brassware manufacturing of Fez city produces effluents that are very contaminated by metals such as nickel, silver, lead, copper and zinc. These effluents are directly discharged into the environment with a negative impact on the ecosystems and nearby wastewater treatment plant. Therefore, there is an urgent need for decontaminating these effluents before their treatment. In this context, the objectives of this work were the valorisation of natural mineral substances, bentonite and diatomite, widespread minerals in Moroccan soil although little exploited, for their use as adsorbent phases for nickel and silver extraction. A considerable part of this work has been directed toward modifying the physicochemical properties of these natural materials to maximize their adsorption capacity. In a first step, the modification of the diatomite was carried out by heating treatment at different temperatures (550 to 950 °C). The diatomite calcined at 550 °C showed the best adsorbing capacity towards nickel and silver. The second step was dedicated to the modification of the bentonite by heating treatment (550 °C and 750 °C) and chemical activation by sodium carbonate and by a combined chemical and thermal activation at 450 °C. Bentonites modified by chemical activation with sodium carbonate and by combined chemical and thermal activations at 450 ° C showed the best results. In addition, Ion Imprinted Polymers (IIPs) have been considered as alternative materials to replace these natural materials to improve the selectivity. The last part of this study consisted in comparing the performance of these materials, in order to select the best material for a future application in the remediation of contaminated effluents before their depollution by the treatment plant of Fez city. The nickel and silver concentrations become negligible in the natural samples after adsorption by the studied materials, which perfectly meets the Environmental Quality Standards. These results successfully validated the use of natural and synthetic materials for the extraction of nickel and silver from contaminated effluents

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Sala, Alexandre. "Synthèse et caractérisation de polymères à empreintes ionique du cuivre pour la conception d'électrodes modifiées." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2022. http://www.theses.fr/2022TOUL0010.

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Abstract:

L’utilisation du cuivre en tant qu’agent biocide dans les revêtements anti-salissures sur les bateaux a provoqué son accumulation dans les eaux portuaires. Le but de ces travaux de thèse est de développer des capteurs électrochimiques permettant sa détection dans des échantillons marins. Pour cela des polymères à empreintes du cuivre(II) ont été élaborés et utilisés pour la modification d’électrodes.Dans un premier temps, des particules de polymères à empreintes ont été synthétisées à l’aide d’un agent réticulant (le diméthacrylate d’éthylène glycol ou le N,N’-méthylène-bis-acrylamide) et d’un monomère fonctionnel, la méthacrylamido-L-histidine (MAH) qui permet la formation d’un complexe avec le cuivre(II). La caractérisation physico-chimique a permis de confirmer la bonne intégration de la MAH et d’évaluer les propriétés morphologiques des polymères.Les propriétés de rétention du cuivre(II) ont ensuite été étudiées et les particules présentant les meilleures performances ont été utilisées pour la fabrication d’électrodes à pâte de carbone. Ces électrodes, avec une limite de détection de 5,9 x 10-2 μM (ou 3,75 μg/L), ont permis la détermination de cuivre(II) dans des échantillons marins.Enfin, de nouvelles voies de modifications de surface ont été explorées pour la formation de film polymère in situ. Ainsi, des iniferters ont été greffés sur des électrodes en or par formation de mono-couches auto-assemblées mais aussi par électropolymérisation d’un polymère avec des fonctions iniferters pendantes. Cette dernière voie a permis de photopolymériser un film de polymère à empreintes du cuivre(II) sur une électrode de carbone The use of copper as a biocide in anti-fouling coatings on ships has led to its accumulation in harbour waters. The aim of this work is to develop electrochemical sensors for its detection in marine samples. For this purpose, copper(II)-imprinted polymers were prepared and used for the modification of electrodes.Firstly, imprinted polymer particles were synthesised using a cross-linking agent (ethylene glycol dimethacrylate or N,N'-methylene-bis-acrylamide) and a functional monomer, methacrylamido-L-histidine (MAH), which can form a complex with copper(II). The physico-chemical characterization of the polymer particles confirmed the integration of MAH and allowed to evaluate the morphological properties of the polymers.The copper(II) binding properties were then evaluated and the particles with the best performance were used to make carbon paste electrodes. These electrodes, with a detection limit of 5.9 x 10-2 μM (or 3.75 μg/L), allowed the determination of copper(II) in marine samples.Finally, new approaches for surface modification were explored for in situ polymer film formation. Thus, iniferters were grafted onto gold electrodes by the formation of self-assembled monolayers but also by electropolymerisation of a polymer with pendant iniferter functions. The latter route allowed the photopolymerisation of a copper(II)-imprinted polymer film on a carbon electrode

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Bartkowski, Magali. "Polymère à empreintes moléculaires comme élément de reconnaissance dans un biocapteur." Compiègne, 2008. http://www.theses.fr/2008COMP1775.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat s'intègre dans un projet de recherche en collaboration avec deux autres partenaires, l'INERIS et l'UMR CNRS 6600, financé par le Conseil Régional de Picardie. Ce projet vise à développer, pour des études de toxicité de molécules chimiques, un système in vitro basé sur la culture cellulaire dans une puce microfluidique. Ce système permettra de reproduire de façon la plus proche possible un système biologique. Le projet développé vise à proposer un système in vitro, permettant de reproduire de façon la plus proche possible le système biologique à petite échelle. Sous forme de chambre de culture microfluidique, il aura pour mission de permettre la croissance et la multiplication de plusieurs types de cellules représentant le système biologique entier, en créant un micro-environnement dynamique qui se rapproche des conditions de flux sanguin. Ce système pourra être utilisé pour des tests de toxicologie, si après injection de produits à tester à différentes concentrations, une réponse des cellules peut être détectée. Notamment, lorsque la dose de produit est toxique, la cellule meurt, libérant son contenu dans le liquide qui circule. Il suffira donc de placer en aval un biocapteur permettant de détecter les substances caractéristiques de la mort cellulaire. Un biocapteur est constitué d’un élément de reconnaissance (anticorps, enzyme, récepteur, ADN), qui adsorbe sélectivement l’analyte cible en question, et qui en contact avec un transducteur qui traduit le signal chimique ou physique obtenu en un signal facilement quantifiable. Le but de cette thèse, et notre contribution au projet global, était de développer un tel biocapteur, ce qui représentait un réel défi scientifique et technologique. L’un des facteurs limitant était le fait qu’un système cellulaire est susceptible de libérer des enzymes hydrolytiques capables de dégrader les biomolécules utilisées comme éléments de reconnaissance, à l’état vivant mais encore davantage après la mort cellulaire. Pour cela, nous nous sommes tournés vers des récepteurs synthétiques à base de polymères à empreintes moléculaires. Ces matériaux ne sont à priori pas biodégradables et présentent de toute façon une plus grande stabilité chimique et physique comparé aux biomolécules. Le système microfluidique pourra être ainsi facilement régénéré et stabilisé, ce qui est primordial pour une application en culture cellulaire. Comme molécule cible nous avons dans un premier temps sélectionné le cytochrome c, petite protéine intracellulaire qui est l’une des premières protéines relarguées lors de la mort cellulaire. Ceci représente également un défi car la technique de l’impression moléculaire, appliquée de façon quasi-routinière aux petites molécules, est à l’heure actuelle beaucoup moins développée pour les protéines. Pour être intégrer dans un système microfluidique, le polymère devait être obtenu sous forme d’un film mince, et afin d’éviter des temps de réponse trop longs, les sites de reconnaissance pour la cible doivent être facilement accessibles. Nous avons sélectionné comme méthodes de caractérisation du film l’AFM pour des études de morphologie, et la fluorescence pour mesurer la reconnaissance et l’adsorption de la cible. De plus, nous avons employé, pour la première fois, la spectroscopie de force par AFM, pour mesurer la force d’interaction entre la cible et son site de reconnaissance dans le film de polymère à empreinte moléculaire à l’échelle d’une molécule, et ainsi apporter une preuve directe de l’existence de ces sites. Dans la première partie de ce mémoire, nous nous attacherons à faire un rappel du contexte bibliographique de l’impression moléculaire, et nous présenterons les différentes méthodes de synthèse et les différentes applications de ces matériaux. Puis nous parlerons spécifiquement des difficultés pouvant être rencontrées lors de l’impression moléculaire de protéines, et des possibles solutions. Enfin, nous expliquerons la méthode de la microscopie à force atomique en détaillant notamment l’approche spectroscopie de force. Dans la deuxième partie, nous présenterons et discuterons les stratégies et les différents travaux réalisés pour obtenir et caractériser un polymère à empreinte moléculaire pour le cytochrome c.

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Sotta, Dane. "Liquides ioniques gélifiés pour les batteries lithium-ion." Amiens, 2011. http://www.theses.fr/2011AMIE0115.

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Abstract:

Les systèmes de stockage de l'énergie électrique au lithium sont prometteurs pour les applications "transport" (véhicules électrifiés). Dans ces batteries, la nature de l'électrolyte conditionne la gamme de température de fonctionnement et la sûreté du système. Ce travail de recherche s'inscrit dans ce contexte et porte sur l'étude de nouveaux électrolytes gélifiés pour batteries Li-ion. La première phase de ce travail a été consacrée à la formulation et caractérisation d'électrolytes gélifiés constitués d'un réseau polymère de type époxy-amine, d'un liquide ionique et d'un sel de lithium. Les propriétés physico-chimiques de ces systèmes ternaires ont été discutées en fonction de leur composition. Des valeurs de conductivité ionique satisfaisantes pour l'application visée ont été mesurées pour des gels fortement chargés en liquide ionique. Des membranes d'électrolytes gélifiés ont été mises en œuvre en assemblages avec des électrodes à insertion et leurs propriétés électrochimiques ont été caractérisées dans des cellules prototypes. Parallèlement, une étude plus fondamentale a été engagée pour investiguer les phénomènes de transport des espèces chargées au sein des gels. Au delà des mesures classiques basées sur la spectroscopie d'impédance électrochimique, l'utilisation de plusieurs méthodes de spectroscopie par Résonance Magnétique Nucléaire a mis en évidence l'existence d'interactions locales entre la résine et les ions lithium, impactant sensiblement leur mobilité. Ce travail a permis de faire le lien entre les interactions moléculaires et les propriétés électriques et, ainsi, de mieux comprendre les limitations propres aux systèmes choisis pour dégager des pistes d'amélioration de leurs propriétés Lithium batteries are promising electrical energy storage devices for application in electric vehicles. In these systems the nature of the electrolyte is a key point to control the temperature range of use and the security conditions of the battery. In this context, this work is aimed at developing new gel polymer electrolytes for lithium-ion batteries. The first part of this study has been devoted to formulation and characterization of gelled electrolytes based on an epoxy-amine resin, an ionic liquid and a lithium salt. Physico-chemical properties of these ternary systems have been discussed according to their composition. Gels with high ionic liquid contents exhibit satisfactory ionic conductivity for the considered application. Gel polymer membranes have ben processed and coupled to insertion electrodes to study their electrochemical properties in appropriate prototype cells. In a parallel study, we have focused our investigation on transport properties of charged species in these gels. Besides classical measurements based on Electrochemical Impedance Spectroscopy, several Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy methods have been implemented to study local and long range ion mobility. They have shown that particular interactions are established in the gels between the resin and the lithium ions with reduced mobility for the latter. This work has highlighted the link between molecular interactions and electrical properties in the ternary gels and thus it has enabled a better knowledge of the inner limitations of these systems. Finally, further routes have been proposed to optimize gel polymer electrolytes in lithium-ion batteries

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Sahun, Maxime. "Développement d'un capteur à base de polymère à empreintes moléculaires pour la quantification de la sphingosine 1-phosphate libre et circulante comme biomarqueur du mélanome cutané." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30242/document.

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Abstract:

Le mélanome est le plus agressif et le plus sévère des cancers cutanés du fait de son fort potentiel métastatique. Pourtant à ce jour, aucun biomarqueur pour la détection précoce du mélanome n'est unanimement reconnu. Notre groupe a récemment démontré que le métabolisme du céramide est fortement altéré dès les premiers stades de la maladie, conduisant à l'augmentation de la production d'un dérivé du céramide, la sphingosine 1-phosphate (S1P). La S1P est sécrétée par les cellules du mélanome et a été identifiée comme une molécule majeure du remodelage du microenvironnement tumoral, qui favorise la progression du cancer. De façon physiologique, la S1P circulante se trouve majoritairement sous forme liée aux protéines de haute densité (HDLs), aux protéines de basse et très basse densité (LDLs et VLDLs) ainsi qu'à l'albumine. Les cellules de mélanome pourraient produire de la S1P non liée qui pourrait rendre compte des effets produits par ce lysosphopholipide sur les cellules du microenvironnement tumoral suite à sa fixation sur les récepteurs S1PR présents à la surface des cellules stromales. Ainsi, cette forme libre de S1P pourrait représenter un nouveau biomarqueur pour la détection précoce du mélanome. Cependant, il n'existe à l'heure actuelle aucun moyen permettant de la quantifier. Le but de ce travail interdisciplinaire a été de développer un nouveau capteur basé sur un polymère à empreintes moléculaires (MIP) dans le but de quantifier la S1P libre dans le sang de patients atteints de mélanome. Cette étude a été réalisée entre l'équipe " Ingénierie pour les sciences du vivant (ELiA) " du Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS), et l'équipe " Sphingolipides, métabolisme, mort cellulaire et progression tumorale " du Centre de Recherche en Cancérologie de Toulouse (CRCT), en étroite collaboration avec l'équipe " Biomimétisme et structures bioinspirées " de l'Université Technologique de Compiègne (UTC). Dans un premier temps, nous avons synthétisé un nouveau MIP dirigé contre la S1P par une méthode de thermopolymérisation en masse. Nous avons caractérisé puis optimisé ce MIP en effectuant des mesures de spectrométrie de masse couplée à la chromatographie en phase liquide et des mesures de spectroscopie de fluorescence. Le MIP a été comparé à un NIP (Non Imprinted Polymer) et exposé à des analogues de la S1P afin d'évaluer sa sélectivité. Dans un second temps, en vue de l'utilisation d'un MIP en tant que couche sensible d'un futur capteur et pour anticiper son immobilisation et sa structuration sur le transducteur, nous avons mis au point un nouveau MIP photopolymérisable en 2D. Ce MIP a d'abord été structuré en motifs par photolithographie sur des surfaces de silicium puis validé par des mesures de microscopie de fluorescence. Le MIP a également été structuré sous la forme de couches minces sur les surfaces actives de capteurs de Microbalance à Cristal de Quartz (QCM) dans le but de le valider par cette méthode sans marquage. Enfin, nous avons exploré l'utilisation d'une fibre optique recouverte d'une couche de MIP photopolymérisé dans le but de détecter, par spectroscopie infrarouge, la liaison de la S1P avec le MIP à la surface de la fibre Melanoma is the most aggressive and severe form of cutaneous cancer due to its high metastatic potential. However, to date, no marker for the early detection of melanoma has been unanimously accepted. Our group has demonstrated that ceramide metabolism is strongly altered in melanoma, leading to the overproduction of sphingosine 1-phosphate (S1P), one of its derivatives. S1P is secreted by melanoma cells and has been identified as a critical molecule of tumor microenvironment remodeling that supports cancer progression. Physiologically, circulating S1P is predominantly linked to high density lipoproteins (HDLs), low and very low density lipoproteins (LDLs and VLDLs), as well as albumin. Melanoma cells produce unbound S1P that could be responsible for the effects induced by this lysophospholipid on the tumor microenvironment, as a result of its binding to S1PR receptors present on the surface of stromal cells. Thus, secreted tumor S1P could represent a new biomarker for the early detection of melanoma. However, there are currently no means to quantify it. The goal of this interdisciplinary work was to develop a new sensor based on a Molecularly Imprinted Polymer (MIP) in order to quantify unbound S1P present in the blood of melanoma patients. This study has been conducted between the "Engineering for Life science Applications (EliA)" group at the Laboratory for Analysis and Architecture of Systems (LAAS) and the "Sphingolipids, metabolism, cell death and tumor progression" group at the Cancer Research Center of Toulouse (CRCT), in strong collaboration with the team "Biomimetism and Bioinspired Structures" of the University of Technology of Compiègne (UTC). First, we synthesized a new MIP against S1P employing a bulk thermopolymerization approach. The resulting MIP was characterized and optimized by performing both mass spectrometry and fluorescence spectroscopy measurements. It was compared to a Non Imprinted Polymer (NIP) and exposed to S1P analogues to assess its selectivity. Second, in order to use the MIP as the sensitive layer of a future sensor and prepare its immobilization and structuration onto a transducer, we synthesized a new surface photopolymerizable MIP. This MIP was first structured by photolithography onto silicon substrates and validated by fluorescence microscopy measurements. The MIP was also structured as a thin layer onto Quartz Crystal Microbalance (QCM) chips in order to validate its binding capacities using this label-free method. Finally, the use of a MIP-coated optical fiber as an infrared sensor was explored, with the aim of detecting S1P in blood using Attenuated Total Reflectance (ATR) spectroscopy

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Colliat-Dangus, Guillaume. "Systèmes réticulés conducteurs ioniques pour application comme électrolyte gel polymère dans les supercondensateurs." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1212.

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Abstract:

Afin de proposer une alternative aux supercondensateurs utilisant des électrolytes aqueux sous forme liquide produits par la société Hutchinson, ces travaux de thèse ont porté sur le développement de gels ioniques, composés de polymères réticulés gonflés par un liquide ionique, pouvant être utilisés comme électrolytes. L’objectif est donc ici de synthétiser des membranes auto-supportée, de faible épaisseur (e = 100 µm) et de haute conductivité ionique. Les deux premières stratégies de synthèse, basé respectivement sur la préparation de réseaux de poly(1,2,3-triazolium)s et sur la réticulation de copolysiloxanes, n’ayant pas permis d’obtenir de matériaux avec des propriétés satisfaisantes, des films de polyacrylates contenant des liquides ioniques imidazoliums ont été développés. Grâce à l’insertion de hauts taux de cette phase liquide à l’intérieur de ces ionogels, jusqu’à 70 w%, des conductivités supérieures à 10-3 S cm-1 à 30°C ont pu être atteintes, tout en gardant une bonne tenue mécanique à faible épaisseur. Ces électrolytes ont pu être caractérisés électrochimiquement et ont démontré qu’ils permettaient de préparer des cellules supercapacitives fonctionnelles. Cependant, les faibles capacités obtenues indiquent un faible remplissage de la porosité des électrodes, qui est limitant pour l’échange des charges. La poursuite de ces travaux est donc nécessaire pour optimiser ces matériaux, ainsi que les montages utilisés, mais ces gels s’avèrent malgré tout prometteurs et ont pu permettre de préparer des cellules de dimensions équivalentes aux systèmes commerciaux In order to offer an alternative to the supercapacitors based on aqueous liquid electrolytes that are produced by Hutchinson, this thesis has focused on the development of ionic gels composed of crosslinked polymers containing an ionic liquid phase, that can be used as electrolytes. So, the goal of this study has been to synthesize self-supported thin films (e = 100 µm) with high ionic conductivity.The first two synthesis strategies, respectively based on poly(1,2,3-triazolium)s networks and the crosslinking of polysiloxanes copolymers, did not lead to materials with satisfying properties for this application. So, a third synthesis pathway, based on the copolymerization of acrylate monomers in the presence of imidazolium ionic liquids was developed. As these ionogels were able to contain as much as 70 w% of this liquid phase, ionic conductivities of up to 10-3 S cm-1 at 30°C were obtained, while maintaining good mechanical stability at very low thickness. These electrolytes were characterized by electrochemical measures, and displayed the ability to function inside supercapacitive cells. However, low specific capacities were obtained, indicating that the electrodes’ porosity is only partially filled. Further work is necessary for the optimization of these ionogels, as well as the adaptation of the cells’ components, but these materials showed good potential nevertheless, as they allowed the preparation of functioning cells with the same dimensions as commercial devices

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Plesse, Cédric. "Elaboration d'actionneurs à base de Réseaux interprénétrés de polymères contenant un polymère conducteur." Cergy-Pontoise, 2004. http://www.theses.fr/2004CERG0198.

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Abstract:

Ce travail consiste en la synthèse de réseaux interpénétrés de polymères (RIP) contenant un polymère conducteur. Les RIPs sont utilisés dans cette étude pour résoudre les problèmes d'interface et d'adhésion rencontrés dans le cas des actionneurs multicouches. Les RIPs synthétisés sont constitués d'un réseau poly(oxyde d'éthylène) et d'un réseau polybutadiène dans lesquels le polymère conducteur poly(3,4-éthylènedioxythiophène), PEDOT, est dispersé sous forme de gradient, c'est-à-dire dont la quantité décroît des faces extérieures vers le cœur du film. La morphologie des RIPs et des RIPs conducteurs a été étudiée par Analyse Mécanique Dynamique (DMA) et par microscopie électronique à transmission (MET). Le choix de l'électrolyte polymère est critique dans le cas de dispositif fonctionnant à l'air. Des solutions aqueuses ou des solvants organiques ont tout d'abord été utilisés, mais le processus d'évaporation n'a pas pu être évité. Les résultats les plus prometteurs ont été obtenus en utilisant un liquide ionique à température ambiante, le 1-éthyl-3-méthylimidazolium bis-(trifluorométhylsulfonyl)imide (EMImTFSI). Les actionneurs ainsi synthétisés ont pu réaliser plus de 7. 106 mouvements à des fréquences variant de 0,1 à 10 Hz pour des potentiels appliqués de 2 à 5 V. Dans le but de comprendre les mécanismes mis en jeu lors du processus redox du PEDOT dans EMImTFSI, des études électrochimiques d'électrodes modifiées par du PEDOT ont été menées dans le liquide ionique. Les mécanismes de transferts ioniques ont pu être identifiés. Les résultats ont montré que le cation 1-éthyl-3-méthylimidazolium (EMIm+) était l'espèce échangée durant le processus redox. Dans ce cas, une diminution de volume du polymère conducteur est bien observée lors de l'étude de l'actionneur. Enfin, l'anion bis((trifluoromethyl)sulfonyl)imide (TFSI-) peut être vu comme un ion immobile piégé dans le film de PEDOT. De plus, les cinétiques de relaxation du PEDOT électrodéposé ont été étudiées dans EMImTFSI lors de l'application de saut de potentiel de large amplitude. L'influence du potentiel appliqué et de l'épaisseur du film de PEDOT ont été analysés au moyen d'une approche phénoménologique et ont permis de déterminer les caractéristiques cinétiques de ces systèmes. Finalement, des études par sollicitation galvanostatiques nous ont permis de montrer que ces actionneurs électrochimiques se comportaient comme un supercondensateur de type I. Une analyse détaillée des cinétiques de charge/décharge a mis en évidence une corrélation linéaire entre la réponse électrique de l'actionneur (évolution du potentiel en fonction du temps) et la réponse mécanique du système (évolution de la courbure en fonction du temps) The present work deals with the synthesis of interpenetrating polymer network (IPN) based on conducting polymer. An IPN is used in order to solve the interface and adhesion problems encountered with the multilayered based actuators. The IPNs are synthesized between poly(ethylene oxide) and polybutadiene networks in which the conducting polymer (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), PEDOT, is gradually dispersed i. E. The content decreases from the outside towards the center of the film. The IPN and conducting IPN morphologies were investigated by DMA and microscopy. The choice of solid polymer electrolyte system is critical when operating in air. Aqueous solution or organic solvents containing electrolytes were first used, but drying process could not be prevented. The most promising results are obtained with a room temperature ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis-(trifluoromethylsulfonyl)imide (EMITFSI). These actuators can achieve more than 7 106 bendings from 1 to 18 Hz under an applied potential in the range of 2 to 5 V. In order to understand the mechanisms involved during the redox switching of PEDOT in EMITFSI, electrochemical studies of electrodeposited PEDOT were carried out in this ionic liquid. The ions transfer mechanisms were identified. Results indicated that 1-ethyl-3-methylimidazolium cation was the exchanged species during the oxidation. In this case, a volume decrease of the conducting IPN was observed during the oxidation process. Then, bis((trifluoromethyl)sulfonyl)imide anion could be viewed as immobile ions trapped in the polymer film. Moreover, the relaxation kinetics of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) electrodeposited on platinum electrode surface were studied in the room temperature ionic liquid, EMITFSI, by means of large amplitude potential step experiments. The influence of the applied potential and the film thickness were analyzed. We have developed a kinetic model allowing the determination of the kinetic features. Finally, galvanostatic studies allow us to show that these conducting IPN actuators behave as a type I supercapacitor. A detailed analysis of the charging/discharging kinetics indicated that a linear correlation was shown between the electrical response (potential versus time) and the mechanical response (bending of the actuator)

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Mba, Ekomo Vitalys. "Du polymère à empreintes moléculaires électrochimiques au capteur : Etude de faisabilité pour la détection du Bisphénol A." Thesis, Toulon, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUL0010/document.

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Abstract:

Les polymères à empreintes moléculaires sont des matériaux aux propriétés de reconnaissance spécifiques qui peuvent être mis à profit pour la détection d’une large gamme d’analytes. Ainsi, depuis quelques années, des travaux décrivent leur utilisation dans des capteurs en raison de leur capacité à piéger une cible définie.L’objectif de ce travail est d’ajouter des propriétés redox à des polymères à empreintes moléculaires pour détecter le Bisphénol A (BPA) par des méthodes électrochimiques simples. Ces polymères électroactifs sont synthétisés par polymérisation par précipitation d’une sonde redox, le méthacrylate deméthylferrocène (Fc), et du diméthacrylate d’éthylène glycol (EDMA) en présence du BPA pour le polymère imprimé (e-MIP-Fc) et en son absence pour le polymère non-imprimé (e-NIP-Fc).L’introduction d’un deuxième monomère fonctionnel, la 4-vinyl pyridine (4-VP), conduit à deux autres polymères imprimé (e-MIP-Fc-VP) et non-imprimé (e-NIP-Fc-VP). Les propriétés d’adsorption des polymères ainsi obtenus sont caractérisés en batch à l’aide de la LC-MS et présentent une capacité de reconnaissance du BPA avec un facteur d’empreinte de 2,5 et 1,3 respectivement pour l’e-MIP-Fc-VP et e-MIP-Fc justifiant de l’efficacité de l’empreinte. Leurs caractérisations par voltampérométrie cyclique confirment d’une part la bonne intégration du monomère ferrocényle dans les e-MIP/e-NIP et d’autre part la capacité de ces polymères à révéler la présence ou pas de la cible. Les particules e-MIP-Fc ont ensuite été intégrées dans des dispositifs type micro électrode ou transistor OECT (Organic ElectroChemical Transistor). Les premiers résultats, mêmes s’ils doivent être confirmés, s’avèrent encourageants avec,comme attendu, des modifications des propriétés électriques en présence du BPA. L’e-MIP-Fc-VP après mélange avec de la pâte de carbone, a été utilisé en sérigraphie pour obtenir une électrode de travail modifiée dans des électrodes sérigraphiées (Screen Printed Electrode). Ces électrodes permettent la reconnaissance du BPA avec des limites de détection et de quantification de 60 pM et 190 pM respectivement pour une gamme de concentrations comprise entre 0,15 et 1,84 nM, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes pour la détection du BPA en milieu aqueux Molecularly imprinted polymers are materials with specific recognition properties that can be used for the detection of a wide range of template. In recent years, many works have been reported on their use in sensors because of their capability to specifically bind a defined analyte.The aim of this work is to assign to the molecularly imprinted polymers redox properties in order to detect Bisphenol A (BPA) by using easy electrochemical techniques. These electroactive polymers are synthesizedby precipitation polymerization of ferrocenylmethyl methacrylate (Fc) and ethylene glycol dimethacrylate(EDMA) in the presence of BPA for the imprinted polymer (e-MIP-Fc) and in its absence for the nonimprinted polymer (e-NIP-Fc). The copolymerization of the previous monomer with 4-vinylpyridine (4-VP) leads to two other imprinted (e-MIP-Fc-VP) and non-imprinted (e-NIP-Fc-VP) polymers. The resulting polymers are characterized in batch using LC-MS and have ability to recognize BPA with an imprinting factor of 2.5 and 1.3 respectively for e-MIP-Fc-VP and e-MIP-Fc the proving the recognition efficiency ofthese polymers. Their cyclic voltammetry recording confirm first, the good integration of the redoxferrocenyl monomer inside the polymers e-MIP/e-NIP during the polymerization, and on the other hand,the capability of these polymers to reveal the presence of BPA in the solution. The e-MIP-Fc particles were then integrated inside devices like microelectrode and OECT (Organic ElectroChemical Transistor). The first results, even if they must be confirmed, are positive regarding the modification of the electrical properties of these devices in the presence of BPA. The e-MIP-Fc-VP particles, after mixing with a carbon paste, were screen-printed to obtain a modified working electrode in a screen-printed electrode device. This electrode enable the recognition of BPA with limits of detection and quantification of 60 pM and 190 pM respectively, for a concentration range between 0.15 and 1.84 nM, thus opening up interesting perspectives for the detection of BPA in aqueous medium

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Mba, Ekomo Vitalys. "Du polymère à empreintes moléculaires électrochimiques au capteur : Etude de faisabilité pour la détection du Bisphénol A." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUL0010.

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Les polymères à empreintes moléculaires sont des matériaux aux propriétés de reconnaissance spécifiques qui peuvent être mis à profit pour la détection d’une large gamme d’analytes. Ainsi, depuis quelques années, des travaux décrivent leur utilisation dans des capteurs en raison de leur capacité à piéger une cible définie.L’objectif de ce travail est d’ajouter des propriétés redox à des polymères à empreintes moléculaires pour détecter le Bisphénol A (BPA) par des méthodes électrochimiques simples. Ces polymères électroactifs sont synthétisés par polymérisation par précipitation d’une sonde redox, le méthacrylate deméthylferrocène (Fc), et du diméthacrylate d’éthylène glycol (EDMA) en présence du BPA pour le polymère imprimé (e-MIP-Fc) et en son absence pour le polymère non-imprimé (e-NIP-Fc).L’introduction d’un deuxième monomère fonctionnel, la 4-vinyl pyridine (4-VP), conduit à deux autres polymères imprimé (e-MIP-Fc-VP) et non-imprimé (e-NIP-Fc-VP). Les propriétés d’adsorption des polymères ainsi obtenus sont caractérisés en batch à l’aide de la LC-MS et présentent une capacité de reconnaissance du BPA avec un facteur d’empreinte de 2,5 et 1,3 respectivement pour l’e-MIP-Fc-VP et e-MIP-Fc justifiant de l’efficacité de l’empreinte. Leurs caractérisations par voltampérométrie cyclique confirment d’une part la bonne intégration du monomère ferrocényle dans les e-MIP/e-NIP et d’autre part la capacité de ces polymères à révéler la présence ou pas de la cible. Les particules e-MIP-Fc ont ensuite été intégrées dans des dispositifs type micro électrode ou transistor OECT (Organic ElectroChemical Transistor). Les premiers résultats, mêmes s’ils doivent être confirmés, s’avèrent encourageants avec,comme attendu, des modifications des propriétés électriques en présence du BPA. L’e-MIP-Fc-VP après mélange avec de la pâte de carbone, a été utilisé en sérigraphie pour obtenir une électrode de travail modifiée dans des électrodes sérigraphiées (Screen Printed Electrode). Ces électrodes permettent la reconnaissance du BPA avec des limites de détection et de quantification de 60 pM et 190 pM respectivement pour une gamme de concentrations comprise entre 0,15 et 1,84 nM, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes pour la détection du BPA en milieu aqueux Molecularly imprinted polymers are materials with specific recognition properties that can be used for the detection of a wide range of template. In recent years, many works have been reported on their use in sensors because of their capability to specifically bind a defined analyte.The aim of this work is to assign to the molecularly imprinted polymers redox properties in order to detect Bisphenol A (BPA) by using easy electrochemical techniques. These electroactive polymers are synthesizedby precipitation polymerization of ferrocenylmethyl methacrylate (Fc) and ethylene glycol dimethacrylate(EDMA) in the presence of BPA for the imprinted polymer (e-MIP-Fc) and in its absence for the nonimprinted polymer (e-NIP-Fc). The copolymerization of the previous monomer with 4-vinylpyridine (4-VP) leads to two other imprinted (e-MIP-Fc-VP) and non-imprinted (e-NIP-Fc-VP) polymers. The resulting polymers are characterized in batch using LC-MS and have ability to recognize BPA with an imprinting factor of 2.5 and 1.3 respectively for e-MIP-Fc-VP and e-MIP-Fc the proving the recognition efficiency ofthese polymers. Their cyclic voltammetry recording confirm first, the good integration of the redoxferrocenyl monomer inside the polymers e-MIP/e-NIP during the polymerization, and on the other hand,the capability of these polymers to reveal the presence of BPA in the solution. The e-MIP-Fc particles were then integrated inside devices like microelectrode and OECT (Organic ElectroChemical Transistor). The first results, even if they must be confirmed, are positive regarding the modification of the electrical properties of these devices in the presence of BPA. The e-MIP-Fc-VP particles, after mixing with a carbon paste, were screen-printed to obtain a modified working electrode in a screen-printed electrode device. This electrode enable the recognition of BPA with limits of detection and quantification of 60 pM and 190 pM respectively, for a concentration range between 0.15 and 1.84 nM, thus opening up interesting perspectives for the detection of BPA in aqueous medium

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Sood, Rakhi. "Electrolytes polymère nano-structurés à base de liquides ioniques pour les piles à combustible hautes températures." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00819818.

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Abstract:

Les membranes à base de liquides ioniques à conduction protonique (PCIL) sont très prometteuses comme électrolytes des piles à combustible haute température (HT- PEMFC) du fait de leur forte conductivité et stabilité à des températures supérieures à 100°C. L'objectif de cette thèse est de réaliser une étude approfondie sur l'évolution de la morphologie et des propriétés fonctionnelles, des membranes à base de liquides ioniques, avec i) la concentration en PCIL, ii) la méthode d'élaboration et iii) la structure chimique du PCIL. Afin de prouver la potentialité de ces membranes dans le HT-PEMFC, des tests préliminaires en pile sont réalisés et les phénomènes de dégradation des PCIL et des membranes en présence de peroxyde d'hydrogène sont étudiés. La première partie de ce travail est focalisée sur la caractérisation des membranes de Nafion® neutralisées avec le triéthylamine (Nafion-TEA) et gonflées avec triflate de triéthylammonium (TFTEA). Il a été montré que dans le Nafion-TEA sec, les cations présentent une organisation de type " string like " à l'interface hydrophobe-hydrophile. L'introduction du TFTEA dans la membrane Nafion-TEA ne détruit pas sa nano-structuration, mais augmente de manière significative la conductivité ionique du système. La deuxième partie de ce travail nous a permis d'établir que les membranes dopées élaborées par coulée-évaporation présentent une meilleure organisation et une meilleure tenue thermomécanique par rapport à celles obtenues par gonflement. La troisième partie de ce travail est focalisée sur l'étude de l'impact de la nature chimique du PCIL sur la morphologie et les propriétés fonctionnelles des membranes de Nafion-TEA. Il a été démontré que les PCILs avec longues chaînes perfluorées ne modifient pas la nano-structuration du Nafion-TEA. Ceci a un impact fort sur les propriétés de conductivité, de sorption d'eau et sur les propriétés thermomécaniques de la membrane. Dans la dernière partie, des Ionomères aromatiques ont été synthétisés afin de remplacer le Nafion-TEA. Malgré la structure similaire de la chaîne latérale des Ionomères aromatiques et du Nafion®, les membranes à base d'Ionomères aromatiques et TFTEA ne présentent aucune nano-structuration. De plus l'effet plastifiant du TFTEA est plus notable dans le cas des Ionomères aromatiques probablement du fait d'une distribution aléatoire des fonctions ioniques dans la membrane polymère.

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Lecavelier, des Etangs-Levallois Hervé. "Etude par résonance magnétique nucléaire des mouvements ioniques et électroniques dans un polymère conducteur : le polypyrrole." Grenoble 1, 1986. http://www.theses.fr/1986GRE10125.

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Abstract:

Mouvements ioniques sondes par la resonance des spins nucleaires du fluor des ions bf::(4)**(-) et analyse par les variations thermiques du second moment et du temps de relaxation du fluor. Dynamique des spins electroniques

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Dahi, Abdellatif. "Elaboration d'une membrane permsélective par imprégnation d'une structure polymère poreuse avec un liquide ionique." Rouen, 2012. http://www.theses.fr/2012ROUES015.

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Abstract:

L’objectif de ce travail de thèse a été l’élaboration de nouvelles Membranes à Liquides Ioniques Immobilisés (MLIIs) stables par imprégnation d’une membrane polymère poreuse à base de Matrimid® (matrice polyimide ; support) avec des liquides ioniques (LIs). Dans le but d’améliorer davantage la retenue de la phase LI dans les pores de la membrane Matrimid®, les surfaces de celle-ci ont été traitées par trois traitements de surface plasma différents (CF4, N2 et O2). La composition chimique et la topographie des surfaces traitées plasma ont été ensuite étudiées respectivement par XPS et AFM, à partir d’un film dense de Matrimid®. La question du vieillissement des traitements plasma a été également abordée. Les effets du traitement de surface par plasma froid sur les propriétés de transport des gaz du film dense de Matrimid® ont été étudiés par perméation barométrique. La méthode d’immersion directe pour la préparation de nos MLIIs a été examinée par spectroscopie infrarouge. L’influence de chaque traitement plasma sur la vitesse d’imprégnation à travers la surface des différentes membranes poreuses Matrimid® traitées plasma (CF4, N2 et O2), sur le taux d’imprégnation (prise de masse en LI) et sur la stabilité des MLIIs préparées a été analysée. Celles-ci ont été par la suite testées pour deux applications : la séparation de COVs par perméation de vapeur, et le transport sélectif de protons en tant que membranes électrolytes pour piles à combustible PEMFC. A cet effet, une étude détaillée desorption d’eau et de COVs dans les LIs a été entreprise au début de ces tests The aim of this thesis was the development of new and stable immobilized ionic liquid membranes (IILMs) based on a Matrimid® porous membrane impregnated with ionic liquids (ILs). To improve the retention of IL phase in the pores of the Matrimid® membrane, surfaces were treated with different plasma treatments (CF4, N2 and O2). Using a Matrimid® dense film, chemical composition and topography of plasma treated surfaces were then studied by XPS and AFM, respectively. Aging of plasma treatments was also discussed. The influence of the surface modification on CO2, N2 and O2 gas permeation through the plasma treated films was evaluated. The direct immersion method to prepare our IILMs was examined by infrared spectroscopy. The influence of each plasma treatment on the impregnation speed through the surface of various Matrimid® porous membranes (plasma treated or not), the impregnation rate (uptake mass IL) and the stability of prepared IILMs were analyzed. The IILMs were then tested for two applications: the separation of VOCs by vapor permeation and selective transport of protons as electrolyte membranes for fuel cells (PEMFC). In that case, a detailed study of water and volatile organic compounds sorption in ILs was undertaken at the beginning of these tests

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Blanco, Jean-François. "Elaboration et caractérisation de membranes de nanofiltration à base de polysulfone sulfonée. Transport d'espèces neutres et ioniques." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES061.

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Abstract:

La nanofiltration (NF) est un nouveau procédé de filtration qui permet de séparer des solutés moléculaires et des sels contenus dans un milieu solvant. Les membranes synthétiques de NF, par leur faible coût et leur large domaine d'applications en séparation et en purification, offrent aux industriels une alternative intéressante pour le traitement d'eaux usées ou d'effluents contenant des composés à haute valeur ajoutée. Ce travail a pour objectif l'élaboration et la caractérisation de membranes de NF en polysulfone (Udel : PSU) ou polyéthersulfones (Victrex : PES ou Cardo : PESC) sulfonées pour la déionisation partielle et sélective de solutions salines à faible force ionique. La première partie de cette étude est consacrée à la synthèse des polymères sulfoniques par des voies classiques dans les solvants chlorés ou par des voies moins onéreuses dans les acides sulfuriques. La caractérisation des polymères obtenus présente une gamme étendue de degré de sulfonation qui permet l'inversion de la balance hydrophile-hydrophobe des polymères initiaux. Elle montre l'existence de compétition entre la réaction de sulfonation et des réactions de dégradations des polymères. Les membranes asymétriques sont préparées par la technique d'inversion de phases. La caractérisation (MEB et AFM) des structures permet de corréler les paramètres expérimentaux (nature du polymère, concentration et composition du collodion, température) aux mécanismes de formation des membranes obtenues. Les performances des membranes (densité de flux de perméat et taux de rétention R du soluté) sont déterminées par des expériences de NF portant sur des solutions d'espèces neutres ou ioniques. La membrane de PESC de plus haut degré de sulfonation présente la plus grande sélectivité (R(Na+)=20 % et R(Ca2+)=90%) pour des mélanges de cations de valence différente. Ces données mettent en évidence le phénomène d'exclusion dynamique en NF à travers des membranes ayant des pores chargés de la taille du nanomètre

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Eiamlamai, Priew. "Electrolytes polymères à base de liquides ioniques pour batteries au lithium." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENI016/document.

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Abstract:

De nouvelles familles de liquides ioniques conducteurs par ion lithium; à anions aromatiques et aliphatiques de type perfluorosulfonate perfluorosulfonylimidure attachés à des oligoéthers (méthoxy polyéthylène glycol mPEG) de longueurs différentes ont été synthétisées et caractérisées dans le but d'améliorer l'interaction entre les chaînes de POE et les sels de lithium en améliorant la mobilité segmentaire. Ainsi différentes membranes amorphes ou peu cristallines améliorent le transport cationique par rapport aux électrolytes polymères usuels. . Leurs propriétés ont été évaluées dans deux types de polymères hôtes : un polyéther linéaire (POE) et un polyéther réticulé préparé par un procédé "VERT". Leurs parties oligooxyéthylène aident à la solvatation des cations lithium et conduisent à l'augmentation des propriétés de transport; c'est à dire la conductivité cationique et le nombre de transport. Leurs stabilités thermiques et électrochimiques sont adaptées à l'application batterie lithium-polymère The new families of lithium-conducting ionic liquids; aromatic and aliphatic lithium salts based on perfluorosulfonate and perfluorosulfonylimide anions attached to an oligoether (methoxy polyethylene glycol mPEG) with different lengths were synthesized and characterized with the aim to improve the salt interaction with the host polymer's POE chains while keeping a high segmental mobility. They allowed obtaining membranes with lower crystallization degree and higher cationic transport number as compared with benchmarked salts. Their properties as lithium salts were investigated in two types of host polymers i.e. a linear polyether (POE) and a cross-linked polyether prepared by a ‘GREEN' process. Their oligooxyethylene moieties improve the lithium cation solvation leading to an increase in cationic transference numbers. Their electrochemical and thermal stabilities are suitable for lithium battery application

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Chagnes, Alexandre. "Propriétés de transport dans les électrolytes concentrés à base de y-butyrolactone : application aux accumulateurs rechargeables au lithium." Tours, 2002. http://www.theses.fr/2002TOUR4019.

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Abstract:

Le but de ce travail est d'étudier les propriétés de transport dans des électrolytes à base de y-butyrolactone en tant que composé majoritaire et de démontrer que ce type d'électrolyte peut être utilisé dans les batteries Li-ion dans une large gamme de température (-15°C à 60°C). L'effet du sel, de la composition en co-solvant (carbonate d'éthylène, EC) et de la température sur les viscosités et les conductivités des solutions a été étudié. Au point eutectique des mélanges BL-EC(Xec=0,1), la température de cristellisation est de -57°C. L'électrolyte optimisé, forme une couche de passivation de bonne qualité sur l'électrode en carbone ce qui permet de cycler convenablement. Des piles complètes ont été réalisées et leur cyclabilité a été testée entre 25°C et -15°C. Dans le but d'améliorer la mouillabilité du séparateur en polypropylène, le perfluorooctanesulfonate de tétraéthylammonium a été ajouté aux solutions électrolytiques. Ce surfactant diminue la tension de surface de l'électrolyte et permet de cycler les piles aux basses températures(jusqu'à -10°C). Un modèle théorique, dérivé de la théorie du pseudo-réseau pour les électrolytes concentrés, a été utilisé pour décrire les propriétés de transport(conductivité, viscosité,énergie d'activation). La dépendance en la concentration en sel des propriétés de transport de ces électrolytes a été établie. Dans le cas de l'énergie d'activation pour la conductivité, les interactions ion-dipôle ont été prises en compte au moyen d'une modélisation numérique dans le but de faire concorder les résultats avec les données expérimentales.

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Leyral, Géraldine. "Synthèse et structuration de sulfure de molybdène promu nickel en présence de liquide ionique ou de polymère hydrosoluble amphiphile : application en catalyse hétérogène." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20266.

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Abstract:

Avec l’épuisement progressif des ressources pétrolières, la production de biocarburant est actuellement en plein développement. Utiliser la biomasse en tant que source d’énergie permettrait également de limiter la concentration en dioxyde de carbone dans l’atmosphère et ainsi l’effet de serre. Cependant son processus de transformation implique une étape d’hydrodésoxygénation qui nécessite d’avoir recours à des catalyseurs de type sulfure de molybdène dopé par du cobalt ou du nickel. Ces catalyseurs sont également indispensables au cours du traitement du pétrole lors du procédé d’hydrodésulfuration qui est primordial pour limiter la pollution de l’air par les gaz de combustion des carburants. Cette thèse propose une méthode de synthèse et de structuration de catalyseurs massiques NiMoS facile à mettre en œuvre et rapide. Deux solvants ont été utilisés : l’eau et le formamide. L’ajout d’un polymère hydrosoluble amphiphile, le PEO113-b-PLLA32, dans l’eau et de liquides ioniques (BMIMNTf2 et BMIMBF4) dans le formamide ont permis la structuration des matériaux et l’obtention de surfaces spécifiques atteignant 55 m2g-1. Ceci représente une surface importante pour ce type de composé, en particulier dans le cadre d’une synthèse par chimie douce. Les premiers tests catalytiques réalisés vis-à-vis de la réaction d’hydrodésoxygénation de l’acide décanoïque montrent une activité catalytique très prometteuse pour ces matériaux With the progressive decrease of oil resources, the production of biomass fuel is a fast growing field. This could limit the concentration of carbon dioxide in the atmosphere and thus the global warming. The production of this kind of fuel requires the use of catalysts such as nickel or cobalt promoted molybdenum sulfide. These materials are also crucial during the refining of oil, an essential step to limit atmospheric pollution during the classic fuel combustion. New methods to synthesize and structure NiMoS catalysts have been developed in this work. Two solvants have been studied: formamide and water. The addition of an amphiphilic water-soluble polymer (PEO113-b-PLLA32) in water and of ionic liquids (BMIMNTf2 and BMIMBF4) in formamide led to the structuring of the materials with specific surface areas up to 55 m2g-1. This is a high value for this kind of material, especially since the synthesis is carried out under soft conditions. The first catalytic tests dealt with decanoïc acid hydrodesoxygenation and highlighted a promising activity for these materials

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Smolyakov, Georgiy. "Polyélectrolytes et liquides ioniques." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00766158.

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Abstract:

Cette thèse présente une étude de la structure de solutions de polyélectrolytes (PEs) dans les liquides ioniques (LIs) et de la structure locale des LIs en présence de PEs. Les techniques de diffusion de rayons X et de neutrons ont été principalement utilisées pour cette étude. Dans une première partie, la capacité des LIs à former des " clusters " à l'échelle nanoscopique est démontrée. Dans une seconde partie, l'influence de la nature des contreions et du solvant sur le comportement du polystyrène sulfonate (PSS) en solution est abordée. La conformation moyenne du PSS et son état de dispersion dans les milieux aqueux et organiques sont alors explorés dans une troisième partie. Une étude similaire pour le cas spécifique des milieux LIs est présentée dans une quatrième partie. Finalement, d'autres polymères, chargés ou neutres, en solution dans les LIs, sont considérés dans une cinquième et dernière partie.

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Roman, Lise. "Réactivité des aminés F-alkylées : préparation de nouveaux monoépoxydes et diépoxides F-alkylées : application à la synthèse de tensioactifs ioniques et non ioniques." Nice, 1993. http://www.theses.fr/1993NICE4705.

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Abstract:

La condensation de l'épichlorhydrine sur les 2-f-alkylethylamines rfc2h4nh2 a conduit à deux familles de dérivés : les mon époxydes f-alkylés, les diépoxydes f-alkylés, qui peuvent ultérieurement entrer dans la composition de résines époxy. L'introduction d'une chaine perfluorée dans de tels composés est susceptible d'accroitre l'hydrophobie et d'améliorer les propriétés mécaniques de ces polymères. Nous avons réalisé l'ouverture des époxydes par différents nucléophiles tels que : des aminés hydrocarbonées, des thiols hydrocarbones, aromatiques ou perfluoroalkylés, des mercaptoacides, des mercaptoesters, des azotures, des cyanures. Les intermédiaires obtenus se sont révélés être des précurseurs d'agents tensioactifs (cationiques, bicaténaires dif-alkylés ou mixtes). D'autres sont susceptibles de former des films monomoleculaires ou d'entrer dans la formulation de vernis thermodurcissables. La quaternisation de certains de ces intermédiaires a conduit à des tensioactifs polycationiques perfluoroalkylés. D'autre part, l'addition d'amines et de thiols polyhydroxylés sur les époxydes a permis d'atteindre toute une série de tensioactifs perfluorés non ioniques dont l'hydrophilie et la lipophilie seraient modulables respectivement par le choix du nombre d'hydroxyles sur le nucléophile et de la longueur de la chaine fluorée sur l'époxyde

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El, Moujahid Chaouki. "Propriétés physico-chimiques de systèmes aqueux de tensioactifs non ioniques fluorés." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10009.

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Abstract:

Ce travail a porté sur une étude physico-chimique de trois séries de tensioactifs fluores non ioniques: c#mf#2#m+#lch#2(oc#2h#4)#noh, hc#mf#2#mch#2(oc#2h#4)#4oh et c#mf#2#m#+#lch#2c(o)n (c#2h#4o)ch#3#2. Les phases lamellaires des systèmes fluorés dans l'eau sont beaucoup plus stables que celles des systèmes hydrogénés. La substitution d'un atome de fluor terminal de la chaine hydrophobe par un atome d'hydrogène limite la solubilité de ces tensioactifs dans l'eau. Au point de vue nicellisation cette substitution correspond à une diminution du nombre de cf#2 d'un motif. La présence de 10 carbones fluorés dans la chaine hydrophobe provoque la formation de phases gels dans l'eau. D'une façon générale, l'étude structurale détaillée a montré que l'épaisseur des chaines fluorées dans les phases lamellaires correspond au 2/3 de celle d'une chaine étirée. Dans la phase lamellaire le volume molaire partiel des tensio-actifs dans l'eau ne se contracte que de 2% par rapport aux tensioactifs purs. Par ailleurs la mesure de viscosité des tensioactifs dans l'eau montre qu'au voisinage d'un point de trouble de 1% les micelles sont allongées tandis qu'elles sont globulaires au voisinage d'un point de trouble de 10%

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Alibrahim, Moussa. "Systèmes à base de tensio-actifs non ioniques : Influence de co-tensio-actifs ioniques et structure des phases mésomorphes." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10061.

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Détermination des diagrammes de phase de systèmes à base de poly(oxyethylène) ether dodécyle et de faibre quantité de décane, à l'aide de la méthode isotherme et par balayage automatique en température. Étude structurale des zones cristallines par diffraction des rayons X

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Le, Moullec Sophie. "Développement de polymères à empreintes moléculaires pour l'extraction sélective de produits de dégradation de neurotoxiques organophosphorés de matrices complexes." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066462.

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Abstract:

Ce travail a eu pour objectif de développer des polymères à empreintes moléculaires (MIP) afin d’extraire sélectivement les alkyl alkylphosphonates de matrices complexes. Ces MIP contiennent des cavités conduisant à la reconnaissance d’une molécule dite « empreinte ». Plusieurs MIP ont été synthétisés utilisant le pinacolyl méthylphosphonate comme empreinte puis caractérisés. Ces MIP ont ensuite été utilisé pour le traitement de matrices complexes mettant en évidence leur aptitude à isoler les molécules cibles des interférents. La percolation d’eau sur MIP n’étant pas possible, une méthode de SPE a été développée afin de procéder au changement de solvant. La dernière partie de ce travail a porté sur la compréhension des interactions empreinte-monomères grâce à l’utilisation de la modélisation moléculaire et de la RMN. Les résultats obtenus ont permis de mieux appréhender les mécanismes de formation des cavités et mis en évidence les monomères interagissant fortement avec l’empreinte.

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Bourdillon, Céline. "Etude de cristaux photoniques et de polymères stimulables : réalisation d'un capteur de nanoparticules." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066659/document.

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Abstract:

L’essor des techniques d’analyse à l’échelle nanométrique a initié la synthèse et le développement de nombreuses nanostructures et nanoparticules. De par les propriétés spécifiques induites par leur taille, ces nanoparticules sont à présent omniprésentes dans la vie quotidienne et leur utilisation introduit de nouveaux enjeux environnementaux et toxicologiques. Il est donc important de pouvoir les capter et les détecter à l’état de trace en fonction de leur taille et de leur chimie de surface, deux facteurs dont dépend leur toxicité. Ce travail de thèse porte sur l’association des propriétés optiques d’un cristal photonique, l’opale, et des propriétés de reconnaissance d’un polymère stimulable, le polymère à empreintes de nanoparticules, afin de réaliser un capteur sensible, spécifique et sélectif (notamment en revêtement de surface) de nanoparticules. Les nanoparticules cibles que nous avons étudiées sont des nanocristaux fluorescents de CdSeTe/ZnS. Cette thèse se décompose en deux parties : dans la première, nous avons étudié le filtrage de l’émission des nanocristaux cibles par des hétérostructures à base d’opales directes. Dans la seconde partie, nous avons synthétisé, pour la première fois à notre connaissance, un polymère à empreintes de nanocristaux, en nous basant sur les travaux réalisés dans le cadre des polymères à empreintes moléculaires. Ce polymère a été utilisé pour réaliser une opale inverse permettant la détection de ces nanoparticules à partir de mesures de réflectivité. Ce capteur est généralisable à toute nanoparticule présentant une fonctionnalisation de surface Since the emergence of analysis techniques at the nanometer scale, many nanostructures and nanoparticles have been elaborated. Because of the specific properties induced by their size, nanoparticles are present in a lot of products used in the everyday life and can present a high toxicity. This toxicity depends, inter alia, on their size and surface chemistry. Therefore, it is really important to collect and detect them specifically when they are present as trace contaminants. This thesis deals with the combination of the optical properties of a photonic crystal, an opal, and the chemical properties of a stimulable polymer, a nanoparticles imprinted polymer, to realize a sensitive, specific and selective nanoparticles sensor. The nanoparticles that we used as targets are fluorescent CdSeTe/ZnS nanocrystals. In the first part of this thesis, we studied the filtering of the emission of the targets by heterostructures based on direct opals. In the second part, we synthetized, for the first time to our knowledge, a polymer presenting nanocrystals imprints. We used this polymer to realize an inverse opal allowing the sensing of these nanoparticles by specular reflection measurements. This sensor can be generalized to any functionalized nanoparticle

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Claude, Bérengère. "Intérêt des polymères à empreintes moléculaires pour la préparation d'échantillons par extraction solide-liquide. Applications aux triterpènes dans les plantes et aux dopants dans les urines." Phd thesis, Université d'Orléans, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00148669.

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Ce mémoire reporte les études menées sur des polymères à empreintes moléculaires (MIP) en extraction solide-liquide (SPE). L'influence de différents facteurs (nature des interactions polymère-analyte, composition de la matrice de l'échantillon, polarité des solvants d'extraction) sur la sélectivité et la capacité des MIPs est étudiée. La première application révèle l'influence des liaisons hydrogène lors de l'extraction d'un échantillon organique sur un MIP préparé à partir d'acide méthacrylique (MAA). Des expériences de réactivité croisée réalisées sur des molécules analogues à la molécule empreinte (triterpène) montrent l'impact de la nature et de la position des groupes fonctionnels sur la spécificité de reconnaissance des analytes par le MIP. La capacité d'une cartouche SPE est évaluée à partir d'une solution standard puis d'un extrait végétal avec des solvants de lavage adaptés à la matrice. Les interactions polymère-analyte sont ensuite étudiées dans une matrice aqueuse saline. Deux MIPs respectivement préparés à partir de MAA et de MAA-styrène, avec le clomiphène comme molécule empreinte, sont caractérisés par les isothermes de Freundlich puis appliqués à la préconcentration du tamoxifène, molécule hydrophobe et basique contenue dans des urines hydrolysées et dopées. Les liaisons hydrogène, ioniques et hydrophobes intervenant dans la rétention des analytes sont étudiées par des équilibres d'adsorption et par SPE. La percolation de l'urine sur un support hydrophobe en préalable de la SPE-MIP, ou directement sur un MIP à caractère hydrophobe renforcé (MAA-styrène) entraîne une augmentation des rendements d'extraction avec un nombre d'étapes de lavage réduit.

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Zinovyeva, Veronika. "Matériaux composés (polymères électroactif - nanoparticules de métal) et liquides ioniques." Thesis, Dijon, 2010. http://www.theses.fr/2010DIJOS056.

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La thèse de doctorat est consacrée aux synthèses de matériaux composites combinant des polymères conducteurs avec des métaux de transition, leur caractérisation par l'utilisation d'un ensemble des méthodes physiques, chimiques et électrochimiques et leur application catalytique. Ces processus ont été réalisés en milieu conventionnel (aqueux et organique) et dans les liquides ioniques à température ambiante. En tant qu’approche de synthèse, nous proposons une méthode simple qui consiste en la réduction chimique de sels inorganiques au moyen de l’oxydation du monomère en milieux variés. La polymérisation du pyrrole en utilisant des sels de Fe(III), Cu(II) et Pd(II) comme oxydants a été réalisée dans une large gamme de conditions de réaction. La cinétique du processus de polymérisation a été étudiée par spectrophotométrie UV-visible et DLS. Les matériaux obtenus ont été caractérisés par les méthodes de voltammétrie cyclique, analyse élémentaire, ICP-AES, AFM, SEM, EDX, TEM, XRD, XPS, XAS, IR. Les propriétés catalytiques et électrocatalytiques des matériaux nanocomposites Pd/polypyrrole ont été analysées pour des réactions du couplage direct hétéroaryle-aryle et l’électrooxidation de l’acide ascorbique. Les procédures alternatives de préparation de polymères conducteurs dans les liquides ioniques, en comparaison avec celles dans les solvents conventionnels, ont été décrites. L’influence des conditions de synthèse sur les propriétés électrochimiques et sur la morphologie des polymères conducteurs a été discutée. L’électrooxidation du ferrocène dans les liquides ioniques a été étudiée en détail, et le modèle du transport diffusionnel dans ces milieux visqueux a été proposé The actual PhD thesis is devoted to syntheses of composite materials combining conducting polymers with transition metals, their characterization with the use of a large set of modern physical, chemical and electrochemical methods and initial studies of their catalytic applications. These processes were realized both in conventional (aqueous and organic) media and in room-temperature ionic liquids. As an approach for the chemical synthesis, a simple one-pot non-template method, consisting in the chemical reduction of various inorganic salts by pyrrole monomer in a set of solvents, was applied. Polymerization of pyrrole with the use of Fe(III), Cu(II) and Pd(II) salts as oxidants was carried out in a wide range of reaction conditions. The kinetics of the polymerization process was studied by UV-visible spectroscopy and DLS. The obtained materials were characterized by means of cyclic voltammetry, elemental CHNS analysis, ICP-AES, AFM, SEM, EDX, TEM, XRD, XPS, XAS, IR techniques. Catalytic and electrocatalytic properties of the synthesized Pd/polypyrrole nanocomposites were analyzed for the direct catalytic arylation of heteroaromatics and electrooxidation of ascorbic acid. Alternative ways to conducting polymer preparation in the form of films and powders inside ionic liquids, in comparison to those in conventional media, were described. The influence of the synthesis conditions and of the solvent nature on electrochemical properties and morphology of conducting polymers was discussed. The electrooxidation of ferrocene in ionic liquids was investigated in details, and a model for the diffusional transport in these viscous media was proposed

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Boitard, Charlotte. "Polymères à empreintes de protéines couplés à des nanoparticules magnétiques : de la synthèse aux applications en nanomédecine." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS032.

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Cette thèse porte sur le développement de nanoparticules magnétiques hybrides pour la nanomédecine. Un enjeu majeur est de proposer des solutions innovantes dans le traitement et/ou le diagnostic de certaines pathologies, comme les cancers. Les nanoparticules magnétiques possèdent des propriétés extrêmement intéressantes pour la nanomédecine. Elles peuvent servir à guider magnétiquement un vecteur vers une cible ou à chauffer localement cette cible lorsqu’elles sont soumises à un champ magnétique alternatif. Par ailleurs, l’utilisation de polymères à empreintes de protéines peut permettre de cibler des protéines d’intérêt. L’idée ici est donc de coupler des nanoparticules magnétiques et des polymères à empreintes de protéines (PEP) afin de cibler, détecter et traiter des cellules d’intérêt. Les nano-objets γ-Fe2O3@PEP sont synthétisés en polymérisant un polyacrylamide autour de protéines servant de gabarit, telles que la protéine fluorescente verte ou le complexe de différentiation 44. Les objets obtenus sont composés pour 10 à 30% de PEP, selon la méthode de synthèse. Un ciblage efficace de cellules exprimant ces protéines d’intérêt a été mis en œuvre. Sous champ magnétique alternatif, les protéines sont dénaturées mais les nano-objets γ-Fe2O3@PEP ne se détachent pas des cellules, et seront donc à terme internalisés. Une étude approfondie a montré une absence de toxicité aigüe des objets hybrides, et leur métabolisation dans les lysosomes. Les propriétés de ciblage et d’hyperthermie de γ-Fe2O3@PEP en font donc un bon candidat pour détecter et ralentir le développement de métastases cancéreuses This thesis focuses on the development of hybrid magnetic nanoparticles for nanomedicine. A major challenge is to propose innovative solutions in the treatment and/or diagnosis of some pathologies, such as cancers. Magnetic nanoparticles are interesting for nanomedicine because they can be employed to magnetically direct a vector toward a target, or locally heat this target when submitted to an alternating magnetic field. Moreover, protein imprinted polymers can be used to selectively target proteins of interest. Thus, the idea of this project is to bind magnetic nanoparticles and protein imprinted polymers (PIP), to propose a new system to target, detect and treat cells of interest. γ-Fe2O3@PIP hybrid nano-objects were synthesized through polymerization of polyacrylamide around template proteins, such as green fluorescent proteins or the glycoproteins CD44. PIP represent less than 30 % of final hybrid nano-objects, which have hydrodynamic diameters smaller than 400 nm, according to the synthetic pathway. Effective targeting of cells displaying these proteins of interest occurred while using γ-Fe2O3@PIP nano-objects. Under an alternating magnetic field, proteins are denatured thanks to magnetic hyperthermia. γ-Fe2O3@PIP particles will not detach themselves from the cell, and will thus be internalized. A further study denoted the absence of an acute cytotoxicity for hybrid nano-objects, which will be metabolized inside lysosomes. Targeting and magnetic hyperthermia properties of γ-Fe2O3@PIP make them ideal candidates to detect cancer metastasis and slow down their development

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Bouyahya, Asmaa. "Utilisations originales d'un liquide ionique : catalyseur et support pour la préparation de polymères biodégradables et composant d'une phase stationnaire séparative à base d'une beta-cyclodextrine et d'un polymère ionique." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR036/document.

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Abstract:

Les liquides ioniques, unions de cations organiques et d’anions, sont des milieux structurés sur plusieurs nanomètres et présentent des propriétés très intéressantes et modulables. Grâce à ces propriétés, les liquides ioniques ont retrouvé une place dans d’abondantes applications, particulièrement en synthèse organique. Dans le cadre de cette thèse nous avons présenté trois utilisations différentes : i) La première utilisation est basée sur l’emploi des LIs comme catalyseur de polymérisation par ouverture de cycle (POC) contrôlée de l’-caprolactone dans des conditions douces. ii) La deuxième utilisation des liquides ioniques repose sur la synthèse d’un nouveau catalyseur/initiateur organostannique supporté sur un liquide ionique pour la préparation d’un polymère biodégradable. La présence du LI devrait permettre d’éliminer le catalyseur par simple filtration. iii) La troisième et la dernière application repose sur la réalisation d’un assemblage original composé de -cyclodextrines native et perméthylée, d’un liquide ionique et d’un polymère chargé. Cette assemblage est totalement nouveau et pourrait donner accès à des matériaux hydrosolubles avec de nouvelles applications séparatives Ionic liquids, combinations of organic cations and anions, are structured media of several nanometers and have very interesting and flexible properties. Thanks to these properties, ionic liquids have found a place in abundant applications, particularly in organic synthesis. In this thesis we have presented three different uses: i) The first use is based on the use of ILs as a controlled ring-opening polymerization (POC) catalyst for -caprolactone under mild condition. ii) The second use of ionic liquids is based on the synthesis of an innovative organotin catalyst / initiator supported on an ionic liquid for the preparation of a biodegradable polymer. The presence of the IL should make possible the elimination of the catalyst by simple filtration. The biological tests must agree our theory. iii) The third and last application is based on the creation of an original assembly composed of native and permethylated -cyclodextrins, an ionic liquid and a charged polymer. This new association could give access to water-soluble materials with new separation applications

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Jourdain, Antoine. "Nouvelles stratégies pour l’élaboration de polymères conducteurs ioniques fonctionnels à base 1,2,3-triazolium." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI115.

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Abstract:

Cette thèse propose de nouvelles stratégies de synthèse de poly(liquides ioniques) à base 1,2,3-triazolium (TPILs) impliquant deux réactions successives et orthogonales de cycloaddition azoture-alcyne catalysée par le cuivre(I) et de N-alkylation des intermédiaires 1,2,3-triazole. Cette séquence réactionnelle permet d’élaborer des monomères liquides ioniques d’une vaste diversité de structure et de fonctions polymérisables mais également de modifier chimiquement des polymères de manière quantitative. En tirant parti des avantages de la chimie des 1,2,3-triazoliums, trois nouveaux TPILs ont été développés par des méthodes de synthèse originales. Le premier chapitre propose deux nouvelles classes de TPILs linéaires élaborés selon deux approches distinctes. La première consiste en la polymérisation AA+BB d’un monomère 1,2,3-triazolium diol synthétique avec quatre diisocyantes commerciaux pour obtenir des polyuréthanes. La seconde repose sur la modification chimique post-polymérisation d’un polysiloxane neutre fonctionnalisé thiol par greffage thiol-ène d’un liquide ionique à base 1,2,3-triazolium possédant un groupement vinylique. Ce premier exemple de TPIL à base polysiloxane possède des propriétés de conductivités ioniques remarquables. Le deuxième chapitre présente une littérature exhaustive des différentes voies de synthèses permettant d’élaborer des matériaux poly(liquides ioniques) (PILs) réticulés. Cette étude est divisée en trois parties qui distinguent les réseaux PILs obtenus par polymérisation en chaine, polymérisation par étapes et réticulation post-polymérisation. Ces matériaux sont également différenciés selon leurs microstructure (membranes denses, poreuses, gélifiées et colloïdes) et leurs applications (électrolytes solide, absorption et stockage du CO2, catalyse…). Le troisième chapitre propose une nouvelle voie d’accès à des PILs réticulés. Il traite de la synthèse d’un monomère diépoxy liquide ionique 1,2,3-triazolium puis de son homopolymérisation par ouverture de cycle cationique. Les cinétiques de polymérisation et la détermination des propriétés physicochimiques du réseau sont comparées à un analogue structural ne possédant pas de groupement liquide ionique. Cette nouvelle stratégie permet d’obtenir des matériaux de haute conductivité ionique sans l’usage de co-monomères This thesis proposes new strategies for synthesis of poly(ionic liquid)s based 1.2,3-triazolium (TPILs) involving two successive and orthogonal reactions of azide-alkyne cycloaddition catalyzed by copper (I) and N-alkylation of 1,2,3-triazole intermediates. This reaction sequence allows the development of ionic liquid monomers of a wide variety of structure and polymerizable functions, but also to chemically modify polymers quantitatively. Taking advantage of the chemistry benefits of 1.2,3-triazoliums, three new TPILs were developed by original synthesis methods. The first chapter proposes two new classes of linear TPILs developed using two distinct approaches. The first one consists of the AA + BB polymerization of a 1.2,3-triazolium synthetic diol monomer with four commercial diisocyants to obtain polyurethanes. The second one is the post-polymerization chemical modification of a neutral polysiloxane functionalized thiol by thiol-ene grafting of a 1.2.3-triazolium-based ionic liquid with a vinyl group. This first example of polysiloxane-based TPIL has remarkable ionic conductivity properties. The second chapter presents an exhaustive literature of the different synthesis pathways for the development of crosslinked poly(ionic liquid)s materials (PILs). This study is divided into three parts that distinguish the PILs networks obtained by chain growth polymerization, step growth polymerization and post-polymerization cross-linking. These materials are also differentiated according to their microstructure (dense, porous, gel membranes and colloid) and their applications (solid electrolytes, CO2 sorption and storage, catalysis, etc.). The third chapter proposes a new pathway to crosslinked PILs. It deals with the synthesis of an ionic liquid monomer diepoxy based 1.2,3-triazolium and then its homopolymerization by cationic ring opening polymerization. Polymerizing kinetics and physical properties of the network are compared to a structural analogue that does not have ionic liquid groups. This new strategy afforded materials with high ionic conductivity without the use of co-monomers

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Rabbe, Louis-Marie. "Comportement physico-chimique d'un contact métal/polymère soumis à un frottement sous petits débattements en milieu chlorure : influence des traitements de surface par implantation et nitruration ioniques." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG4207.

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Le comportement en fretting-corrosion de deux couples tribologiques ta6v/pmma et 316 l/pmma est etudie pour comprendre les mecanismes des degradations observees sur les tiges des protheses articulaires scellees dans l'os. En ce qui concerne l'alliage de titane, les mecanismes de degradation sont etudies a l'aide de deux contacts, cylindre (pmma) sur plan (ta6v) et plan sur plan, dans deux environnements, l'air ambiant et une solution physiologique artificielle. La pression dans le contact cylindre sur plan joue un role determinant. Pour les fortes pressions (superieures a 6 mpa), les debris de pmma viennent former un troisieme corps protecteur des surfaces metalliques. Pour de plus faibles pressions, un endommagement conjoint des materiaux est observe. La corrosion gouverne alors les mecanismes de la degradation du titane. Dans le contact plan sur plan, des debris d'oxydes de titane noirs pieges accelerent les phenomenes d'usure. Dans le cas de l'acier inoxydable, les mecanismes de degradation de la surface sont assimiles a des phenomenes de corrosion par crevasses actives par le fretting. La realisation de traitements de surface du ta6v par implantation et nitruration ioniques montre qu'une resistance optimale au fretting est obtenue lorsque la couche de surface est composee de nitrures de titane. Les doses d'ions, necessaires pour obtenir une couche de tin par implantation, sont tres elevees. La formation de tin s'accompagne de sursaturations locales en azote avec apparition de microvides (bulles d'azote). Pour la nitruration, la temperature de traitement est un facteur determinant de l'epaisseur et de l'homogeneite des couches de nitrures

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Ould, M'Bareck Chamekh. "Elaboration des membranes ioniques à base de poly (alcool vinylique), par formation d'un réseau semi-interpénétré. Réticulation par un agent gazeux." Rouen, 1996. http://www.theses.fr/1996ROUES007.

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Abstract:

Dans ce travail, nous avons mis en évidence la possibilité de réaliser un réseau semi-interpénétré en utilisant un agent réticulant à l'état gazeux. Ainsi, le traitement par le dibromoéthane d'un mélange de poly (alcool vinylique) et un polyélectrolyte tels que le poly(styrène sulfonate de sodium), l'acide poly(styrène sulfonique), l'acide polyacrylique et le poly(diméthyl diméthylènepipéridinium chlorure), a permis d'obtenir des membranes ioniques possédant une bonne capacité d'échange, un taux de gonflement satisfaisant, une excellente tenue mécanique et une forte permsélectivité. Les différentes étapes de préparation et les qualités de ces membranes ont été contrôlées par plusieurs méthodes et techniques. La viscosimétrie et la potentiométrie ont permis de caractériser les interactions interpolymères en solution. L'analyse thermique par gravimétrie (TGA), l'Ultraviolet (UV), la microscopie électronique (SEM) et la microscopie à force atomique (SFM) ont été utilisés pour obtenir les informations nécessaires soit sur la stabilité thermique des polymères à 145°C soit sur la morphologie des films préparés à partir de solutions ou mélanges de polymères. L'infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) a permis d'étudier à la fois les interactions interpolymères à l'état de films et les modifications chimiques résultantes de la réticulation.

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Bharwal, Anil. "Cellules solaires à colorant tout solide composées d'une électrode de TiO2 à porosité hiérarchisée et d'un électrolyte polyliquides ioniques à matrice polysiloxane." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI007/document.

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Abstract:

DSSC est une technologie photovoltaïque de 3ème génération avec un fort potentiel économiquement et une efficacité importante de conversion des photons en électricité. Le DSSC à l'état solide à base d'électrolyte polymère solide prévient la perte et l'évaporation du solvant pendant la fabrication et le fonctionnement des cellules, ce qui prolongera efficacement la durée de vie de la cellule. Cependant, il souffre d'une faible conductivité ionique et d'une faible infiltration des pores.La présente thèse est dédiée au développement concomitant d'électrolytes polymères à base de polysiloxane d'un côté et de photoanodes TiO2 à porosité controlée de l'autre côté et leur incorporation dans des cellules solaires contrastants à l'état solide (ss-DSSC), dans le but d'améliorer leur efficacité photovoltaïque et la stabilité à long terme. À notre connaissance, les DSSC comprenant des couches de TiO2 bimodales et des électrolytes de polysiloxane n'ont jamais été rapportés.La conductivité ionique et le coefficient de diffusion des tri-iodures des liquides poly (ioniques) (PILs) à base de polysiloxane ont été largement améliorés par addition de liquides ioniques (ILs) ou de carbonate d'éthylène (EC), conduisant à des conductivités ioniques de l'ordre de 10-4 -10-3 Scm-1. Les DSSC fabriqués avec les électrolytes optimisés ont montré des rendements jusqu'à 6%, avec une stabilité à long terme pendant 250 jours.Des films de TiO2 bimodaux à double porosité (méso et macroporosité) ont été fabriqués par revêtement par centrifugation, en utilisant des modèles mous et durs. Les films à double matrice bénéficient d'une taille de pores accrue tout en maintenant une surface spécifique élevée pour l'adsorption de colorant. Les films bimodaux se sont révélés plus efficaces lorsqu'ils ont été testés avec des électrolytes polymères, ayant des efficacités comparables avec l'électrolyte liquide dans les DSSC, malgré une absorption plus faible de colorant.Cette thèse apporte une contribution significative dans le domaine des DSSC en tant que cellules solaires efficaces et stables qui ont été préparés à partir d'électrolytes polymères et de films bimodaux nouvellement synthétisés DSSC is a 3rd generation photovoltaic technology with potential to economically harvest and efficiently convert photons to electricity. Full solid state-DSSC based on solid polymer electrolyte prevents the solvent leaking and evaporation during cell fabrication and operation, which will effectively prolong the cell life time. However, it suffers from low ionic conductivity and poor pore infiltration.The present thesis is dedicated to the concomitant development of polysiloxane-based polymer electrolytes on one side, and TiO2 photoanodes with tuned porosity on the other side, and their incorporation in solid state dye sensitised solar cell (ss-DSSCs), with the aim to improve their photovoltaic efficiency and the long term stability. To best of our knowledge, DSSCs comprising bimodal TiO2 layers and polysiloxane electrolytes have never been reported.The ionic conductivity and tri-iodide diffusion coefficient of the polysiloxane-based poly(ionic) liquids (PILs) were largely improved by adding of ionic liquids (ILs) or ethylene carbonate (EC), achieving ionic conductivities of 10−4 -10−3 Scm−1. The DSSCs fabricated with the optimized electrolytes showed efficiencies up to 6%, with long term stability for 250 days.Bimodal TiO2 films with dual porosity (meso- and macro-porosity) were fabricated by spin-coating, by using soft and hard templating. The dual templated films benefit from increased pore size while maintaining high surface area for dye adsorption. Bimodal films were shown to be more efficient when tested with polymer electrolytes, having comparable efficiencies with liquid electrolyte when in DSSCs, despite lower dye uptake.This thesis brings a significant contribution to the field of DSSCs as efficient and stable solar cells were prepared from newly synthesized polymer electrolytes and bimodal films

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Molmeret, Yannick. "Mise en forme par extrusion de polymères fonctionnels conducteurs protoniques : polysulfones sulfones/liquides ioniques : application dans le domaine des piles à combustible." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0040.

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Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse s’inscrivent de manière plus générale dans le projet CLIPPAC financé par le « plan d’action national pour l’hydrogène » (PAN-H) en 2005. Ce projet ambitieux réunissait neuf laboratoires et un industriel pour tenter de passer outre un des principaux verrous qui s’opposent au développement des piles à combustible à membrane polymère (PEMFC) : la température de fonctionnement. Pour ce faire, le développement de nouveaux matériaux est une piste ambitieuse, mais qui permet à la fois de viser une augmentation de la résistance thermique des polymères, et également d’envisager de façon plus globale la réduction de leur prix de fabrication ainsi que leur mode de mise en forme. La piste que nous avons explorée dans ces travaux s’intéresse à l’utilisation conjointe d’un conducteur liquide ionique protique (CLIP) inséré dans une membrane polymère également conductrice, à base de polysulfone sulfoné (PSuS). Le CLIP a pour but de doper la conductivité du matériau, tandis que la membrane polymère assurera la tenue mécanique de l’ensemble. L’étude des CLIPs a permis d’identifier des paramètres influençant leurs propriétés électrochimiques, tels que la taille de l’anion ou la force de l’acide utilisé. Le mode de mise en forme des membranes est également innovant, puisque nous avons pu fabriquer des membranes par extrusion. Ce procédé est courant dans l’industrie pour les polymères de grande consommation, mais peut rarement être utilisé pour des polymères de haute technologie qui sont le plus souvent dégradés pendant la mise en forme. Le procédé que nous avons pu valider consiste à mettre en forme la membrane en une seule étape, en utilisant le CLIP comme plastifiant permanent du PSuS The research presented here was conducted in the CLIPPAC project that was a part of the national French project National Plan for Hydrogen (PAN-H) in 2005. This ambitious study was conducted between nine labotaries and an industrial partner, with the objective of finding an innovative solution to one of the main obstacles found in the PEMFC development : the working temperature. New material development that could be used in high temperature PEMFC is ambitious, but it would allow to increase the thermal resistance of the polymers used and at the same time would allow us to try to decrease the price of such material by integrating the question of their elaboration and processing in the same study. The path we followed consists in the joint used of Protonic Conductive Ionic Liquids (PCILs) incorporated in a conductive polymer membrane made of sulfonated polysulfone (SPSu). The PCIL should boost the conductivity of the material, while the polymeric membrane will maintain good mechanical properties. The PCILs study showed that different parameters are linked to good conductivity performances, such as the anion strength and size. We then chose to use the extrusion process to produce the membrane. This process well used in the polymers industry is innovative in the field of high properties polymers, since it is hard to maintain the polymers properties throughout the extrusion. The modus operandi we chose was to use the PCIL as a permanent aid-process plasticizer that allows us to produce in a single operation a membrane filled with a conductive ionic liquid

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Gu, Yingying. "Membranes polymères fonctionnalisées par des poly(liquide ionique)s et des nanoparticules de palladium : applications au captage de CO2 et aux membranes catalytiques." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30157/document.

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Abstract:

Des membranes supports en polymère ont été photo-greffées par des poly(liquide ionique)s (polyLIs) à base d'imidazolium. Les polyLIs permettent de séparer le CO2 d'autres gaz et de stabiliser des nanoparticules. Dans le cas du captage de CO2, les expériences montrent qu'une couche fine homogène de gel réticulé en polyLI gonflé par du liquid ionique (LI) est obtenue sur la surface de fibres creuses. Les fibres ainsi obtenues ont montré des perméances au CO2 plus élevées (600-700 GPU) que des membranes commerciales et des sélectivités de CO2/N2 comparables (13 et 17). Dans le cas de membranes catalytiques, des nanoparticules de palladium (NPPd) servant de catalyseur ont été immobilisées en forte concentration locale au sein d'une couche de polyLI greffée à la surface de membranes. La réactivité des membranes catalytiques a été testée en configuration de contacteur traversé sur différentes réactions (couplage croisé C-C, hydrogénation, etc). Une conversion totale est obtenue pour des temps de séjours de quelques secondes, sans aucun sous-produit formé. Comparée aux NPPd colloïdaux dans un réacteur en batch, la membrane catalytique accélère les réactions d'environ 2000 fois en terme de temps de réaction sans perte de NPPd; la sélectivité est aussi accrue. Le réacteur membranaire catalytique a été modélisé afin d'obtenir les profils de concentration et de température et une meilleure compréhension des performances obtenues. Les membranes catalytiques se révèlent isothermes et les constantes cinétiques sont calculées. Enfin, les capacités de production de ces membranes catalytiques à une échelle industrielle sont estimées à environ 3 t/(hm3) pour le couplage de Suzuki Polymeric support membranes were modified via photo-grafting by poly(ionic liquid)s (polyILs), featuring in the capability to separate CO2 from other gases and to stabilize metallic nanoparticles (MNPs). For CO2 capture, a thin polyIL-IL gel layer was homogenously coated on support hollow fibers. The composite fibers show high CO2 permeance and reasonable CO2/N2 selectivity. For the catalytic membrane, palladium NPs were generated inside a grafted polyLI layer. Compared to colloidal palladium system in a batch reactor, the catalytic membrane, as a contactor membrane reactor, is more efficient in terms of reaction time (ca. 2000 times faster), selectivity and MNP retainability. Theoretical study on reactor modeling, concentration & temperature profiles, and production capacity was done for an overall understanding of the catalytic membrane

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Guerrisi, Burger Catherine. "Intéractions électrolytes 1:1 surfactants non-ioniques polyoxyéthyles et influence sur les zones d'existence de phases microémulsions fluoro-carbonées : Étude de quelques transitions structurales dans ces phases." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10081.

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Abstract:

Étude des transitions structurales dans les microémulsions inverses du type eau/C::(6)F::(13) CH::(2)(EO)::(4)/perfluorodécaline et eau/C::(6)F::(13) CH::(2)(EO)::(5)/C::(8)F::(17) CH=CH::(2), par spectrométrie RMN, par conductimétrie et par la technique du saut de température

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Tunckol, Meltem. "Fonctionnalisation de Nanotubes de Carbone Multi-Parois par des Polymères." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0066/document.

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Abstract:

Cette thèse traite de la modification de surface des nanotubes de carbone avec des polymères Le chapitre I présente l'état de l'art des matériaux hybrides associant des liquides ioniques avec des nanotubes de carbone (NTC) ou du graphenes. Le chapitre II commence par un aperçu général de l'adsorption non-covalente de polymères sur la surface de NTC, suivi d'une description détaillée de l'étude réalisée sur la fonctionnalisation non covalente des nanotubes de carbone avec divers liquides ioniques polymérisable (LIP) à base d'imidazolium. Dans ce cadre, nous avons comparé deux méthodes expérimentales: la polymérisation in situ et le mélange en solution. Une des applications les plus importantes des NTC se situe dans le domaine des nanocomposites polymères/NTC. Le chapitre III décrit la formation de composites polyetherimide/NTC à partir des NTC-LIP obtenue dans la chapitre II. La préparation des composites en utilisant la méthode dite « solvent casting » est détaillée. Les NTC bruts, oxydés à l'acide nitrique et fonctionnalisé par le LIP ont été comparés. Des mesures mécaniques, thermiques et électriques de ces composées ont été aussi réalisées. Le dernier chapitre, divisé en deux sections, traite de la fonctionnalisation covalente des nanotubes de carbone avec une variété de polymères en utilisant deux approches différentes: "grafting from" et "grafting to". En utilisant la première approche, nous avons réalisé la croissance de chaînes de polyamide (PA) à partir de la surface de nanotubes de carbone fonctionnalisés avec le caprolactame par polymérisation anionique par ouverture de cycle. Les propriétés de traction des composites à base de PA ainsi préparées ont été étudiées. La polymérisation radicalaire de monomères vinyliques à base de LI de type imidazolium greffés à la surface de NTC est également présentée dans cette partie. Dans la deuxième partie du chapitre IV, nous présentons plusieurs stratégies de fonctionnalisation, y compris l'addition radicalaire et le greffage sur les défauts de NTC, pour la préparation des NTC fonctionnalisés de manière covalente avec des polymères compatibles avec des matrices époxy This thesis deals with the surface modification of multi-walled carbon nanotubes with polymers with the aim to achieve a high level of dispersion in polymer matrices. Chapter I gives a comprehensive review of the state of the art of hybrids of ionic liquids with carbon nanomaterials, particularly, nanotubes and more recently, graphene. Chapter II starts with a general overview of the non-covalent adsorption of polymers onto the CNT surfaces followed by a detailed description of the study carried out on the non-covalent functionalization of CNTs with various imidazolium based polymerized ionic liquids (PIL). For this purpose, we further compare the two experimental methods: in situ polymerization and solution mixing. One of the most important applications of CNT is in polymer/CNT composites. Chapter III describes the formation of polyetherimide/CNT composites starting from PIL-CNT hybrids obtained in Chapter II. The preparation and characterization of composites using solvent casting methods have been detailed. Pristine, acid oxidized and PIL functionalized CNTs have been compared. Mechanical, thermal and electrical property measurements on these composites have also been described. The last chapter – Chapter IV, divided into two sections, discusses the covalent functionalization of CNTs with a variety of polymers using two main approaches: “grafting from” and “grafting to”. Using the first approach we have grown polyamide (PA) chains from the surface of caprolactam grafted CNTs by anionic ring opening polymerization. The tensile properties of the PA based composites prepared therefrom containing pristine, amine- and PA-functionalized CNTs have been investigated. The radical polymerization of vinyl imidazolium based IL monomers attached to the activated CNT surface is also given in this section. In the second part of Chapter IV, we have reported several “grafting to” functionalization strategies including radical addition and “defect site” grafting used for the preparation of CNTs covalently attached with polymers intended to blend well with epoxy matrices

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Chaudoy, Victor. "Electrolytes polymères gélifiés pour microbatteries au lithium." Thesis, Tours, 2016. http://www.theses.fr/2016TOUR4019/document.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, un nouvel électrolyte polymère gel pour la réalisation de microbatteries au lithium a été développé. Le gel a été préparé par « confinement » d’une phase de N-propyl-N-méthylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl)imide (P13FSI) et de LiTFSI dans un réseau semi-interpénétré (sRip) de polymère (PVdFHFP/ réseau de POE). L’électrolyte gel a tout d’abord été optimisé et étudié en termes de propriétés physicochimiques et de transport ionique en fonction de sa composition. Ensuite, des batteries Li/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 ont été assemblées en utilisant l’électrolyte sRip. Les performances ont par ailleurs été comparées aux systèmes de références utilisant l’électrolyte à base de POE ou de PVdF-HFP. Outre ses propriétés améliorées par rapport au PVdF-HFP et au réseau de POE (propriétés mécaniques, confinement), l’électrolyte sRip est compatible avec le procédé de dépôt de l’électrode négative en lithium par évaporation sous vide. L’électrolyte sRip optimisé a donc été utilisé pour fabriquer une nouvelle génération de microbatteries en s’affranchissant de l’électrolyte céramique, le LiPON, afin d’abaisser la résistance interne. Les microbatteries Li/sRip gel/LiCoO2 délivrent une capacité nominale stable de 850 μAh à C sur 100 cycles à 25°C In this thesis, a new polymer gel electrolyte was prepared and optimized for Li based microbatteries. The gel consisted of an ionic liquid based phase (P13FSI/LiTFSI) confined in a semi-interpenetrating polymers (sIPN) network (PVdF-HFP/crosslinked PEO). sIPN electrolytes were prepared and optimized according to the PVdFHFP/ crosslinked PEO ratio and the liquid phase fraction. Furthermore, the sIPN electrolyte was used as an electrolyte in Li/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 battery. The performances of the battery (specific capacity, efficiency, cyclability) were determined and compared to batteries using a crosslinked PEO or PVdF-HFP based gel. Such a thin and stable sIPN electrolyte film enabled the preparation of Li based microbatteries using thermal evaporation deposition of lithium directly conducted on the sIPN electrolyte film. This assembly (Li/sIPN) was therefore used to prepare a LiCoO2/sIPN gel/Li quasi solid-state microbattery. This microbattery showed a stable nominal capacity of 850 μAh for over 100 cycles of charge and discharge under 1 C rate at 25°C

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Frenck, Louise. "Study of a buffer layer based on block copolymer electrolytes, between the lithium metal and a ceramic electrolyte for aqueous Lithium-air battery." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAI041/document.

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Abstract:

La technologie Lithium-air développée par EDF utilise une électrode à air qui fonctionne avec un électrolyte aqueux ce qui empêche l’utilisation de lithium métal non protégé comme électrode négative. Une membrane céramique (LATP:Li1+xAlxTi2-x(PO4)3) conductrice d’ion Li+ est utilisée pour séparer le milieu aqueux de l’électrode négative. Cependant, cette céramique n'est pas stable au contact du lithium, il est donc nécessaire d'intercaler entre le lithium et la céramique un matériau conducteur des ions Li+. Celui-ci devant être stable au contact du lithium et empêcher ou fortement limiter la croissance dendritique. Ainsi, ce projet s'est intéressé à l'étude d'électrolytes copolymères à blocs (BCE).Tout d'abord, l'étude des propriétés physico-chimiques spécifiques de ces BCEs en cellule lithium-lithium symétrique a été réalisée notamment les propriétés de transport (conductivités, nombre de transport), et la résistance à la croissance dendritique du lithium. Puis dans un second temps, l'étude des composites BCE-céramique a été mise en place. Nous nous sommes en particulier focalisés sur l'analyse du transfert ionique polymère-céramique.Plusieurs techniques de caractérisation ont été utilisées telles que la spectroscopie d'impédance électrochimique (transport et interface), le SAXS (morphologies des BCEs), la micro-tomographie par rayons X (morphologies des interfaces et des dendrites).Pour des électrolytes possédant un nombre de transport unitaire (single-ion), nous avons obtenus des résultats remarquables concernant la limitation à la croissance dendritique. La micro-tomographie des rayons X a permis de montrer que le mécanisme de croissance hétérogène dans le cas des single-ion est très différent de celui des BCEs neutres (t+ < 0.2) The lithium-air (Li-air) technology developed by EDF uses an air electrode which works with an aqueous electrolyte, which prevents the use of unprotected lithium metal electrode as a negative electrode. A Li+ ionic conductor glass ceramic (LATP:Li1+xAlxTi2-x(PO4)3) has been used to separate the aqueous electrolyte compartment from the negative electrode. However, this glass-ceramic is not stable in contact with lithium, it is thus necessary to add between the lithium and the ceramic a buffer layer. In another hand, this protection should ideally resist to lithium dendritic growth. Thus, this project has been focused on the study of block copolymer electrolytes (BCE).In a first part, the study of the physical and chemical properties of these BCEs in lithium symmetric cells has been realized especially transport properties (ionic conductivities, transference number), and resistance to dendritic growth. Then, in a second part, the composites BCE-ceramic have been studied.Several characterization techniques have been employed and especially the electrochemical impedance spectroscopy (for the transport and the interface properties), the small angle X-ray scattering (for the BCE morphologies) and the hard X-ray micro-tomography (for the interfaces and the dendrites morphologies). For single-ion BCE, we have obtained interesting results concerning the mitigation of the dendritic growth. The hard X-ray micro-tomography has permitted to show that the mechanism involved in the heterogeneous lithium growth in the case of the single-ion is very different from the one involved for the neutral BCEs (t+ < 0.2)

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Houachtia, Afef. "Dielectric investigations on attograms and zeptograms of matter." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI006/document.

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Abstract:

Les recherches sur des attogrammes (1 attogramme = 10 -18 gramme) et zeptogrammes (1 zeptogramme = 10-21 gramme) de matière offrent la possibilité de mettre en évidence la transition entre la nanoscience et la physique des molécules, ouvrant la porte à des questions fondamentales en physique de la matière molle, comme par exemple ‘’Quelle est la quantité minimale de matière nécessaire pour ‘‘définir’’ les propriétés des matériaux ?’’. Les propriétés électriques et diélectriques des matériaux, à cette échelle, sont étudiées par la spectroscopie diélectrique. Cette technique offre une large gamme de fréquence, pour mesurer les propriétés diélectriques des matériaux, couvrant plus de 10 ordres de grandeur et allant de 10-3 à 10+7 Hz. Cette technique assure une caractérisation précise d’une grande diversité des phénomènes physiques qui se déroulent à des échelles de longueur et de temps différents, tels que: les transitions des phases, les fluctuations de densité, les fluctuations moléculaires, le transport des charges, etc. Les mesures à l’échelle des attogrammes et zeptogrammes nécessitent l’utilisation des cellules ayant des dimensions nanométriques. Basé sur le concept d’utiliser des nano-conteneurs comme des cellules expérimentales, un développement expérimental a été mis en évidence, dans cette thèse, permettant d’étudier la dynamique moléculaire et les transitions des phases des matériaux polymères, allant jusqu’au zeptogrammes de matière. Cette approche permet de cristalliser des très petites quantités des matériaux sous l’application d’un champ électrique élevé, dans le but d’induire une cohérence macroscopique des fonctions moléculaires. Cela peut donner lieu à des nouvelles propriétés des matériaux, qui n’existent pas dans le cas des matériaux en masse Dielectric investigations on attograms (1 attogram = 10 -18 gram) and zeptograms of matter (1 zeptogram = 10 -21 gram) offer the possibility of exploring the transition between nanoscience and molecule physics, opening the door for fundamental questions in soft-matter physics, such as for instance “What is the minimum amount of matter necessary to “define” the material properties?”. The electric and dielectric properties of materials at this level are investigated by Broadband Dielectric Spectroscopy. This technique provides an extraordinary broad frequency range, for measuring dielectric properties of matter, covering more than 10 orders of magnitude, typically from 10-3 to 10+7Hz. It ensures a precise characterization of large diversity of physical phenomena taking place at different length and time scales such as: phase transitions, density fluctuations, molecular fluctuations, charge transport processes, etc. Measurements on the scale of attograms and zeptograms require sample cells having all three dimensions on the nanometric length-scale. Based on the concept of employing nanocontainers as experimental cells, a novel experimental development allowing investigations on molecular dynamics and phase transitions of polymeric materials down to the level of zeptograms is demonstrated in the present PhD study. This approach enables one to crystallize tiny amounts of matter under high electric fields with the goal of inducing a macroscopic coherence of molecular functionalities. This could give rise to new material properties, not naturally available in the case of bulk materials

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Yang, Jing. "Phosphonium ionic liquids : Versatile nanostructuration and interfacial agents for poly(vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene)." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI072/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la compréhension du rôle polyvalent des liquides ioniques (LIs) phosphonium comme agents de nanostructuration et interfaciaux pour la matrice polymère fluorée poly(fluorure de vinylidène-chlorotrifluoroéthylène) (P(VDF-CTFE)). Dans un premier temps, deux LIs phosphonium avec des fonctionnalités différentes générant un encombrement stérique et des fonctions dipolaire additionnelles sont tout d'abord incorporés dans la matrice P(VDF-CTFE) pour préparer des films de polymère additives. La structure de la phase cristalline, la morphologie issue de la dispersion et le comportement de cristallisation sont finement caractérisés dans le but de fournir une compréhension fuie et complète du rôle joué par le LI sur la nanostructuration. Dans un second temps, le rôle d’agent interfacial du LI est étudié avec un LI phosphonium fluoré comprenant un cation combinant trois phényles et une chaîne fluorée courte.Ce LI est utilise pour modifier la surface de l'oxyde de graphène (GO) et de l'oxyde de graphène réduit (rGO) afin de rendre ces nanocharges fonctionnelles et les incorporer dans la matrice P(VDF-CTFE). Ainsi, des films composites de P(VDF-CTFE)/graphène avec différentes teneurs en nanocharges sont préparés et une caractérisation fuie de la structure et des propriétés est entreprise afin de mieux comprendre les mécanisme d’interaction interfaciale et leurs influences sur les films composites, tels que la structure de la phase cristalline, le comportement de cristallisation, la relaxation des chaînes, la morphologie et les propriétés diélectriques finales This thesis work deals with an understanding of the versatile roles of phosphonium ionic liquids (ILs) as nanostructuration and interfacial agents for the fluorinated polymer matrix, i.e.,poly(vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene) (P(VDF-CTFE)). In this context, two phosphonium ILs with different functionalities in steric hindrance and extra dipolar groups are firstly incorporated in P(VDF-CTFE) matrix to prepare polymer films. The crystalline phase structure, dispersion morphology and crystallization behavior are finely characterized with the goal of providing a full and deep understanding of the versatile and tunable nanostructuration effect of phosphonium ILs. Subsequently, in order to elucidate the mechanism of interfacial influence of IL, a fluorinated phosphonium IL with a cation structure combining three phenyls and a short fluorinated chain is added on the surface of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO), making them as functional nanofillers to be incorporated into P(VDF-CTFE) matrix. Thus,P(VDF-CTFE)/graphene composite films with different filler contents are prepared in order to investigate the mechanism of interfacial interaction and its influence on the composite films, such as crystalline phase structure, crystallization behavior, chain segmental relaxation behavior, dispersion morphology and the final dielectric properties

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Havard, Thierry. "Application des liquides ioniques polymériques à empreinte moléculaire pour la résonance de plasmons de surface." Thèse, 2016. http://hdl.handle.net/1866/19518.

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Abstract:

Les matériaux énergétiques résiduels de l’entraînement militaire peuvent être dommageables pour la santé publique et pour l’environnement. Des critères environnementaux existent pour chacun de ces contaminants qui doivent être respectés afin d’assurer la qualité des eaux et des sols. Ainsi, à proximité des bases militaires, leur concentration respective doit être constamment sondée afin de respecter ces limites. Cependant, comme les méthodes de mesure actuelles sont compliquées et longues, elles ne permettent pas de suivre réellement ces concentrations. L’intérêt envers des capteurs usant de résonance de plasmons de surface (SPR) a grandement crû au cours des dernières décennies grâce à leur haute sensibilité et la rapidité de mesure. Les liquides ioniques polymériques à empreinte moléculaire représentent une nouvelle classe de polymères prometteuse qui pourrait permettre une approche novatrice et adaptable pour l’extraction de contaminants organiques dans l’eau. Ces polymères combinent les propriétés extractrices des liquides ioniques et la sélectivité adaptable des polymères à empreinte moléculaire (MIP). Le monomère de liquide ionique peut être conçu pour obtenir des interactions optimales avec l’analyte. De plus, les MIPs ont l’avantage d’être hautement modulables : le simple changement de l’empreinte utilisée lors de sa polymérisation conduisant à une nouvelle sélectivité, d’où le potentiel prometteur de la méthode présentée. Différents MIPs à base de liquide ionique ont été utilisés pour fonctionnaliser des surfaces d’or pour tester, via la SPR, leur capacité à quantifier le cyclotriméthylènetrinitramine (RDX). Les résultats obtenus montrent que ces MIPs présentent un bon effet d’empreinte. Cependant, quelques problèmes persistent concernant la reproductibilité de la fonctionnalisation des surfaces d’or. Les résultats semblent toutefois montrer que cette combinaison de liquides ioniques polymériques à empreinte moléculaire avec l’analyse par SPR est une alternative prometteuse pour la détection et la quantification de contaminants présents en quantité dans l’ordre du picomolaire. Energetic material residues from military training munition are potentially harmful and need to be constantly surveyed in order to never exceed the environmental criterion. Yet, current methods are tedious and fail to provide real-time concentration of these contaminants. Surface plasmon resonance (SPR) based sensors have gained high interest in the past decade due to their great sensitivity and the possibility of rapidly assessing samples. Molecularly imprinted polymeric ionic liquids are a promising new class of polymer that could bring a novel and adaptable approach for selective extraction of organics in water. They combine the ionic liquid’s extraction properties to molecularly imprinted polymer’s (MIP) tunable selectivity. The ionic liquid monomer is designed for optimal interaction with the energetic material, as its anion greatly affects he monomer’s solubility and interaction. Chemically, MIPs have the great advantage of being very versatile. In other words, changing the template is enough to modify the MIP’s selectivity. Hence, the potential of the method presented here is highly promising. Various molecularly imprinted polymeric ionic liquids grafted on gold thin films have been tested via SPR for the quantification of energetic materials. The results show that the molecularly imprinted polymers film displayed good imprinting effect. Yet there still are issues concerning the reproducibility of the gold’s surface functionalization. The results in the following experiments suggested that a combination of SPR sensing with molecularly imprinted polymeric ionic liquids is a promising alternative method for subnanomolar detection of energetic materials in aqueous media.

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Dissertations / Theses on the topic 'Polymère à empreintes ioniques'

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