Literatura académica sobre el tema "Films stimulables"

In this pilot study, conventional and digital radiography of the chest was compared in 170 patients. Two digitized radiographs, one frequency modified and one simulating the conventional film-screen combination, and the conventional films were reviewed independently by 5 radiologists with different experience. In spite of the smaller size and lower spatial resolution of the digitized compared with the conventional radiograph, only slight differences were revealed in the observation of different pulmonary and mediastinal changes. Digitized radiography is therefore considered suitable for chest examinations.

The value of digital radiography in musculoskeletal disorders was investigated by assessing its ability to depict anatomic structures and common radiologic features as compared with the conventional film-screen combination. The digital image that was frequency modified was superior to conventional films in delineating soft tissue structures and for areas with large attenuation differences. The conventional film-screen system was superior in depicting small anatomic structures and in identifying the zone close to prostheses. This was explained by the high spatial resolution of the conventional film system and the disturbing halo effect around the prosthesis seen with digital images. The halo effect is an overshoot caused by the unsharp masking operator, which was in this series not changed for individual examinations. The exposure (radiation dose) could be reduced to 50 per cent using the digital system, without any loss of information.

ABSTRACTStimulable phosphor thin films are being investigated for use as optical data storage media. We have successfully applied atomic force microscopy (AFM) to the measurement of the surface texture of these films. Determination of the surface texture of the films is important for evaluating the effect of surface quality on optical scatter. In other thin film material systems it has been found that the surface “bumps” revealed by AFM correspond to grains in the film. This is not the case for the stimulable phosphor films used in our study. We have determined the grain size of our phosphor films by transmission electron microscopy (TEM) and x-ray diffraction (XRD). The grain size from TEM and XRD does not correlate with the size of the AFM surface “bumps.” For example, in two of the five films studied, the XRD derived grain size varies by a factor of two but the size of the surface “bumps” remains the same. We conclude that the texture of the film surface is not directly determined by the grain size of the phosphor material.

Les films minces d'hydrogels que nous étudions sont des réseaux chimiques de polymères greffés par liaison covalente sur des substrats solides. Ces revêtements versatiles permettent le contrôle des propriétés interfaciales tel que les propriétés stimulables, le mouillage ou les propriétés mécaniques. Ici, nous nous intéressons aux films minces d'hydrogels stimulables (par la température, la lumière ou le champ électrique).La synthèse des films de gels greffés suit une stratégie simple basée sur la chimie click thiol-ène. Les films sont fabriqués en déposant les polymères stimulables fonctionnalisés par des groupes diène en présence de réticulants dithiols sur des surfaces modifiées thiol. Cette stratégie permet d'obtenir des films d'hydrogels sur une large gamme d'épaisseur avec les propriétés stimulables visées. Nous nous intéressons à la structure des films d'hydrogels greffés de poly(N-isopropylacrylamide) aux propriétés thermo-stimulables. Nous étudions l'effet du confinement et des contraintes dues au greffage sur la surface sur la transition de phase gonflement/dégonflement des gels avec deux approches : le gonflement unilatéral (perpendiculaire à la surface) par ellipsométrie et réflectivité de neutrons, et la topographie (dans le plan) de la surface libre du gel par AFM. Nous développons également de nouveaux films d'hydrogels avec des réseaux d'architectures ciblées. En s'inspirant de l'architecture des gels macroscopiques, nous élaborons diverses architectures : films de gels multicouches, films de réseaux interpénétrés et films de gels hybrides
Thin films of hydrogels we study are chemical polymer networks covalently grafted on solid substrates. These versatile coatings allow the control of various interfacial properties such as responsive properties, wetting or mechanical properties. Here, thin films of stimuli-responsive hydrogels (with temperature, light or electric field) are the point of interest. The surface-attached gel films are synthesized by following a straightforward strategy based on thiol-ene click chemistry. The formation of the films is achieved by adding bifunctional thiol molecules as cross-linkers to the ene-reactive polymers on thiol-modified surfaces. This strategy allows us to obtain hydrogel films with a wide range of thickness and with the desired properties. We study the structure of surface-attached poly(N-isopropylacrylamide) gel films which show thermo-responsive properties. We determine the effect of confinement and constraints due to the surface-attachment on the swelling/collapse phase transition of hydrogels with two approaches: the one-dimension swelling normal to the surface using ellipsometry and neutron reflectivity and the in-plane observation of the free surface of the gel using AFM. New and complex hydrogel films are also developed by targeting the architecture of the polymer networks. Inspired from macroscopic hydrogels architecture, we design various architectures: multilayer gel films, interpenetrating networks (IPN) gel films and hybrid gel films

Les films minces d'hydrogels que nous étudions sont des réseaux chimiques de polymères greffés par liaison covalente sur des substrats solides. Ces revêtements versatiles permettent le contrôle des propriétés interfaciales tel que les propriétés stimulables, le mouillage ou les propriétés mécaniques. Ici, nous nous intéressons aux films minces d'hydrogels stimulables (par la température, la lumière ou le champ électrique).La synthèse des films de gels greffés suit une stratégie simple basée sur la chimie click thiol-ène. Les films sont fabriqués en déposant les polymères stimulables fonctionnalisés par des groupes diène en présence de réticulants dithiols sur des surfaces modifiées thiol. Cette stratégie permet d'obtenir des films d'hydrogels sur une large gamme d'épaisseur avec les propriétés stimulables visées. Nous nous intéressons à la structure des films d'hydrogels greffés de poly(N-isopropylacrylamide) aux propriétés thermo-stimulables. Nous étudions l'effet du confinement et des contraintes dues au greffage sur la surface sur la transition de phase gonflement/dégonflement des gels avec deux approches : le gonflement unilatéral (perpendiculaire à la surface) par ellipsométrie et réflectivité de neutrons, et la topographie (dans le plan) de la surface libre du gel par AFM. Nous développons également de nouveaux films d'hydrogels avec des réseaux d'architectures ciblées. En s'inspirant de l'architecture des gels macroscopiques, nous élaborons diverses architectures : films de gels multicouches, films de réseaux interpénétrés et films de gels hybrides
Thin films of hydrogels we study are chemical polymer networks covalently grafted on solid substrates. These versatile coatings allow the control of various interfacial properties such as responsive properties, wetting or mechanical properties. Here, thin films of stimuli-responsive hydrogels (with temperature, light or electric field) are the point of interest. The surface-attached gel films are synthesized by following a straightforward strategy based on thiol-ene click chemistry. The formation of the films is achieved by adding bifunctional thiol molecules as cross-linkers to the ene-reactive polymers on thiol-modified surfaces. This strategy allows us to obtain hydrogel films with a wide range of thickness and with the desired properties. We study the structure of surface-attached poly(N-isopropylacrylamide) gel films which show thermo-responsive properties. We determine the effect of confinement and constraints due to the surface-attachment on the swelling/collapse phase transition of hydrogels with two approaches: the one-dimension swelling normal to the surface using ellipsometry and neutron reflectivity and the in-plane observation of the free surface of the gel using AFM. New and complex hydrogel films are also developed by targeting the architecture of the polymer networks. Inspired from macroscopic hydrogels architecture, we design various architectures: multilayer gel films, interpenetrating networks (IPN) gel films and hybrid gel films

Nous développons une nouvelle approche des actuateurs microfluidiques à base d’hydrogels stimulables. Contrairement aux approches précédentes, les hydrogels sont synthétisés et greffés à la paroi inférieure du microcanal avant la fermeture du système. Nous utilisons une nouvelle stratégie de synthèse pour les films d’hydrogels stimulables par chimie click thiol-ène. Les films sont obtenus par dépôt, sur des surfaces fonctionnalisées avec des thiols, d’un mélange de chaînes polymères préformées et d’un réticulant dithiol. Le greffage et la réticulation s’obtiennent simultanément par une activation thermique ou par irradiation UV. Des films et des micro-motifs sont obtenus sur une large gamme d’épaisseur allant de la centaine de nanomètres à plusieurs microns. Nous intégrons les motifs d’hydrogels stimulables dans les microcanaux pour réaliser des actionneurs. Nous étudions des actionneurs thermosensibles réalisés avec des hydrogels de poly(N-isopropylacrylamide). Avec la température, les motifs d’hydrogels gonflent ou dégonflent en absorbant/expulsant l’eau de manière réversible. L’effet est rapide (inférieur à la seconde), la transition abrupte (quelques degrés autour de la LCST à 32°C) et l’amplitude de déformation est importante (gonflement de 400%). Les micro-vannes réalisées avec cette nouvelle approche présentent de très bonnes performances et une grande durabilité. Nous avons aussi réalisé de nouveaux actionneurs reconfigurables fonctionnant comme des pièges microfluidiques. Ces actionneurs microfluidiques innovants offrent de nombreuses perspectives de par la facilité de leur mise en œuvre, leurs performances et l’intégration sur des micro-puces à haute densité
We develop a new method to build microactuators using stimuli-responsive hydrogels. The hydrogel is synthesized with covalent attachment to the microchannel bottom walls prior to closing the microsystem, contrarily to previous approaches. We use a new stimuli-responsive hydrogel films synthesis pathway. This synthesis is based on thiol-ene click chemistry. The formation of films is achieved by adding bifunctional thiol molecules as cross-linkers to ene-functionalized preformed polymers on thiol-modified surfaces. The cross-linking and grafting are simultaneously performed either by thermal activation or UV-irradiation. Hydrogel films and micro-patterns are easily obtained in a wide range of thickness from hundred nanometers to several microns. We show that these responsive hydrogels patterns can be integrated into microfluidics channels to build microactuators. We focus on thermo-sensitive actuators made from poly(N-isopropylacrylamide). Under temperature, hydrogel patterns reversibly swell and collapse by absorbing/expulsing water. The phase transition is rapid (lower than 1 second), abrupt (a few degrees around the LCST at 32°C) and the deformation amplitude is high (400% swelling). Microvalves obtained by this approach exhibit high performances and durability. Moreover, we develop new reconfigurable actuators functioning as microfluidic traps. These new-concept microfluidic actuators offer wide possibilities because of their ease of fabrication, their performances and their ability to be integrated into high density

Nous développons une nouvelle approche des actuateurs microfluidiques à base d’hydrogels stimulables. Contrairement aux approches précédentes, les hydrogels sont synthétisés et greffés à la paroi inférieure du microcanal avant la fermeture du système. Nous utilisons une nouvelle stratégie de synthèse pour les films d’hydrogels stimulables par chimie click thiol-ène. Les films sont obtenus par dépôt, sur des surfaces fonctionnalisées avec des thiols, d’un mélange de chaînes polymères préformées et d’un réticulant dithiol. Le greffage et la réticulation s’obtiennent simultanément par une activation thermique ou par irradiation UV. Des films et des micro-motifs sont obtenus sur une large gamme d’épaisseur allant de la centaine de nanomètres à plusieurs microns. Nous intégrons les motifs d’hydrogels stimulables dans les microcanaux pour réaliser des actionneurs. Nous étudions des actionneurs thermosensibles réalisés avec des hydrogels de poly(N-isopropylacrylamide). Avec la température, les motifs d’hydrogels gonflent ou dégonflent en absorbant/expulsant l’eau de manière réversible. L’effet est rapide (inférieur à la seconde), la transition abrupte (quelques degrés autour de la LCST à 32°C) et l’amplitude de déformation est importante (gonflement de 400%). Les micro-vannes réalisées avec cette nouvelle approche présentent de très bonnes performances et une grande durabilité. Nous avons aussi réalisé de nouveaux actionneurs reconfigurables fonctionnant comme des pièges microfluidiques. Ces actionneurs microfluidiques innovants offrent de nombreuses perspectives de par la facilité de leur mise en œuvre, leurs performances et l’intégration sur des micro-puces à haute densité
We develop a new method to build microactuators using stimuli-responsive hydrogels. The hydrogel is synthesized with covalent attachment to the microchannel bottom walls prior to closing the microsystem, contrarily to previous approaches. We use a new stimuli-responsive hydrogel films synthesis pathway. This synthesis is based on thiol-ene click chemistry. The formation of films is achieved by adding bifunctional thiol molecules as cross-linkers to ene-functionalized preformed polymers on thiol-modified surfaces. The cross-linking and grafting are simultaneously performed either by thermal activation or UV-irradiation. Hydrogel films and micro-patterns are easily obtained in a wide range of thickness from hundred nanometers to several microns. We show that these responsive hydrogels patterns can be integrated into microfluidics channels to build microactuators. We focus on thermo-sensitive actuators made from poly(N-isopropylacrylamide). Under temperature, hydrogel patterns reversibly swell and collapse by absorbing/expulsing water. The phase transition is rapid (lower than 1 second), abrupt (a few degrees around the LCST at 32°C) and the deformation amplitude is high (400% swelling). Microvalves obtained by this approach exhibit high performances and durability. Moreover, we develop new reconfigurable actuators functioning as microfluidic traps. These new-concept microfluidic actuators offer wide possibilities because of their ease of fabrication, their performances and their ability to be integrated into high density

La recherche dans le domaine des cristaux photoniques synthétiques progresse à grande vitesse. En parallèle, les progrès réalisés dans le domaine de la matière molle et des polymères permettent également des avancées considérables pour des dispositifs stimulables. Dans ces travaux de thèse, nous avons développé une plateforme permettant désynthétiser des nano- et microstructures d'hydrogel stimulables stables et à grandes amplitudes de déformation. Pour ce faire, nous avons utilisé la méthode CLAG (Cross-LinkingAnd Grafting) qui consiste en la réticulation et le greffage simultanés de chaînes de polymère sur le substrat. Nous avons exploité cette plateforme pour mettre au point des miroirs de Bragg stimulables à grande amplitude de décalage spectral, avec des multicouches alternéesd’hydrogels et des couches d’or ou d’oxyde de titane Nous avons également développé des cristaux photoniques bidimensionnels en utilisant des masques photolithographiques. De plus, l’hyperthermie plasmonique ou magnétique est envisagée pour induire la transition des films d’hydrogel. Enfin, nous avons montré que la plateforme d’hydrogels permet également de coupler la température avec d’autres stimuli: chimiques, mécaniques
Research in the field of synthetic photonic crystals has been advancing at high speed. In thedevelopment of this field, additional performances in terms of modularity and switchabilityusing soft matter and polymers provide unprecedented enhanced devices. In this thesis, wedeveloped a platform of stimuli-responsive nano- and microstructured polymer hydrogelsthat are surface-grafted to ensure chemical stability regardless of environmental change.This strategy is based on CLAG chemistry which consists in simultaneous Cross-Linking AndGrafting of polymer chains on the substrate. This platform is exploited to fabricate stimulableBragg mirrors with large amplitude of spectral shift. We also developed a strategy allowingus to design two-dimensional photonic cristals by using photolithographic masks. Finally, wedemonstrated that the hydrogel platform allows the coupling of temperature with otherstimuli: chemical, mechanical, light and electromagnetic field for plasmonic and magnetichyperthermia

Ce travail de thèse porte sur l’élaboration de microgels biocompatibles et multi-stimulables à base de méthacrylate d’oligo(éthylène glycol) et de nanoparticules d’oxyde de fer. Des microgels sensibles au pH, à la température et au champ magnétique ont été élaborés au cours de cette étude via une stratégie multi-étape partant de : 1. la synthèse et la caractérisation de microgels pH- et thermosensibles à base d’oligo(éthylène glycol), 2. l'élaboration de microgels hybrides par imprégnation de nanoparticules magnétiques au sein des microgels d’oligo(éthylène glycol). L’étude de la synthèse des microgels et de leurs propriétés physico-chimiques a permis de mettre en avant l’effet important de la structure interne des microgels sur leurs propriétés de gonflement/contraction. La caractérisation des microgels hybrides a mis en évidence l’importance des fonctions acide carboxylique réparties de manière homogène au sein des microgels, le tout permettant d’encapsuler efficacement et de manière homogène des nanoparticules magnétiques tout en préservant les propriétés colloïdales et thermo-stimulables des microgels hybrides. Enfin des films structurés constitués de multicouches de microgels ont ainsi pu être élaborés via un procédé simple de séchage de dispersion aqueuse de microgels. Une étude prospective des propriétés optique et mécanoélectrique de films auto-assemblés de microgels d’oligo(éthylène glycol) hybride et non hybride par évaporation de solvant a permis de mettre en évidence le rôle positif des groupements ioniques issus des fonctions carboxylates sur le potentiel électrique induit lors de la compression des films
Smart polymer materials can provide wide range of options to induce advanced functional features and relevant surface properties in one material. This all-in-one concept is of great interest for applications that require several simultaneous treatments such as cosmetic application. Herein, we aim to develop oligo(ethylene glycol)-based biocompatible multiresponsive microgels that could both interact on the skin as smart drug delivery system (DDS) while fulfilling advanced properties such as surface protection, mechanical and optical properties. Specifically, aqueous dispersed microgels responsive to pH, temperature and magnetic field were synthesized via multi-step strategy: 1. The synthesis and characterization of pH- and thermo-responsive oligo(ethylene glycol)-based microgels by precipitation polymerization, 2. The encapsulation of pre-formed magnetic nanoparticles via adsorption of the nanoparticles into the multiresponsive microgels. The effect of the microgel microstructure on their pH- and thermo-responsive properties were highlighted thanks to a rational investigation of the crosslink density and acid-functional units distribution within the microgels. Oligo(ethylene glycol)-based microgels with homogeneous distribution of both acid-functional unit and crosslinker allowed the synthesis of highly pH-and thermo-responsive microgels. The hybrid microgels prepared by straightforward encapsulation of pre-formed magnetic nanoparticles were characterized. The homogeneous microstructure of the initial stimuli-responsive biocompatible microgels plays a crucial role for the design of unique well-defined ethylene glycol-based thermoresponsive hybrid microgels. Thus, robust monodisperse thermoresponsive magnetic microgels were produced, exhibiting both a constant value of the swelling-to-collapse transition temperature and good colloidal stability whatever the NPs content. These smart microgels can spontaneously form a transparent film with perfect arrangement of the microgels by simple solvent evaporation process. The characterization of the optical and mechanoelectrical properties of the self-assembled microgel films were performed. We highlighted that the presence of anionic charges inside the microgels emphasizes the mechanoelectrical effect of the films

Le travail présenté dans cette thèse comporte deux parties distinctes mais qui toutes les deux portent sur les propriétés mécaniques de systèmes polymères, à savoir les films multicouches de polyélectrolytes et les élastomères cristaux liquides (ECL) secs et gonflés par un solvant nématique. Les expériences ont été effectuées à l’aide d’une technique originale de piézo-rhéologie réalisée au laboratoire, qui soumet les matériaux à des déformations de cisaillement ou de compression très faibles, dans une gamme de fréquence très large pouvant aller de 20 mHz jusqu’à 104 Hz. Les mesures ont toutes été faites dans le régime de réponse linéaire. La première partie de la thèse porte sur les propriétés mécaniques de films de polyélectrolytes appelés multicouches à croissance exponentielle. Elle présente les premières preuves expérimentales montrant que ces films ne sont ni des gels, ni des systèmes en couches comme on le pensait jusqu’à présent, mais des liquides constitués de complexes de polyélectrolytes en solution. Les films réticulés sont des gels mous (~104 Pa) dont la cinétique de formation est gouvernée par un seul mécanisme. La deuxième partie de la thèse porte sur les propriétés mécaniques des ECL nématiquesmonodomaines (ou uniaxes) à chaînes latérales à l’état sec puis à l’état gonflé par un cristal liquide nématique. Les résultats principaux se résument ainsi : a) le comportement mécanique peut simplement être décrit par le modèle de de Gennes et non pas par le concept de l’élasticité molle ou semi-molle, b) un gonflement progressif transforme l’élastomère supercritique en un gel présentant une transition du premier ordre puis en un gel supercritique lorsque le gonflement est total, c) la statistique des chaînes n’est pas gaussienne, d) le gel totalement gonflé est caractérisé par un « dip » qui apparaît dans la courbe donnant la variation thermique de la partie réelle du module de cisaillement. Ce « dip » est indépendant de la direction de cisaillement parallèle ou perpendiculaire au directeur, et aussi de la structure polydomaine ou monodomaine de l’élastomère. Cet état supercritique est confirmé par des mesures de RMN
The work presented in this thesis has two distinct parts relating to the mechanical properties of polymer systems, namely polyelectrolytes multilayer (PEM) films and liquid crystal elastomers (LCE) in the dry state and in the swollen state, with a low molecular weight liquid crystal (LMWLC) as solvent. The experiments were carried out using an original piezorheology device developed in our laboratory, which imposes very low shear and compression strains to materials, in a wide frequency range (20 mHz – 104 Hz). All measurements were done in the linear response regime. The first part focuses on the mechanical properties of polyelectrolyte films called multilayers with exponential growth. It presents the first experimental evidence showing that these films are neither gels nor layered systems as was thought until now, but liquids consisting of polyelectrolyte complexes in solution. The cross-linked films are soft gels (~ 104 Pa) whose formation kinetic is governed by a single mechanism. In the second part, we investigate the mechanical properties of nematic monodomain (or uniaxial) side chain LCE, when they are dry, and then swollen with a LMWLC. The main results can be summarized as follows: a) the mechanical behavior can be simply described by the de Gennes model and not by the concept of soft or semi-soft elasticity, b) a progressive swelling transforms the supercritical elastomer into a gel exhibiting a first-order nematic to paranematic transition, and then into a supercritical gel when the swelling is total, c) chains are not Gaussian, d) the fully swollen gel is characterized by a “dip” in the curve giving the thermal variation of the real part of the shear modulus. This dip does not depend neither on the shear direction, perpendicular or parallel to the director, nor on the polydomain or monodomain structure of the elastomer. The supercritical state is confirmed by NMR measurements

Le changement de forme est un phénomène particulièrement observé dans le règne végétal, comme l'ouverture et la fermeture des écailles de pommes de pin sous l'effet de l'humidité. Cette capacité à se mouvoir en fonction d’un stimulus externe est dénommée actionnement. L’objectif de cette thèse est de concevoir des actionneurs inspirés de ce phénomène naturel à partir de nanofibres de cellulose (NFC). Les NFC sont une excellente matière première végétale pour fabriquer des actionneurs grâce à leurs groupes hydroxyles permettant l'introduction de groupes chimiques sensibles à un stimulus, à leur nature hydrophile et à leurs excellentes propriétés mécaniques. Dans cette thèse, les NFC ont été fonctionnalisées et assemblées sous la forme de films bicouches capables de subir des expansions asymétriques lorsqu’ils sont immergés dans l’eau. Ces expansions asymétriques ont permis le mouvement des films (flexion ou/et torsion).La prise d’eau différentielle entre les couches est le moteur de l’actionnement des films de NFC. L’hydratation et la déshydratation ont été contrôlées par le degré de fonctionnalité des NFC et par l’immersion des films dans des solutions aqueuses à différents pH ou des solvants organiques. Les mécanismes liés à l’actionnement ont été étudiés en analysant la structure des NFC fonctionnaliées, en quantifiant les capacités de prise d’eau et les propriétés mécaniques des films et enfin en évaluant les interactions physico-chimiques principales entre les différentes NFC et les milieux d’immersion. Cette thèse est une preuve de concept que les actionneurs à base de NFC ont un grand potentiel pour diverses applications telles que la robotique souple ou les dispositifs biomédicaux
Shape change is particularly observed in the plant kingdom, such as the opening and closing of pine cone scales driven by humidity. This ability to move in response to an external stimulus is known as actuation. The aim of this thesis is to design actuators inspired by this natural phenomenon using cellulose nanofibers (CNF). CNF are an excellent plant-based raw material for actuators thanks to their hydroxyl groups, which allow the introduction of stimuli- sensitive chemical groups, their hydrophilicity, and their excellent mechanical properties. Herein, CNF were functionalized and assembled into bilayer films undergoing asymmetric expansions when immersed in water. These asymmetric expansions enabled the films to bend and/or twist. The differential water uptake between layers is the driving force behind the film actuation. Hydration and dehydration were controlled by the degree of functionality of the CNF and by film immersion in aqueous solutions at different pH or in organic solvents. The mechanisms of actuation were studied by analyzing the structure of functionalized CNF, assessing the water uptake and mechanical performances of the films, and determining the main physico- chemical interactions between the different CNFs and immersion media. This study is a proof-of-concept that CNF-based actuators have a great potential for various applications such as soft robotics or biomedical devices

Ces travaux de thèse portent sur l’étude de films formés par le simple auto-assemblage de microgels colloïdaux thermo- et pH-sensibles à base de méthacrylate d’oligo(éthylène glycol). Nous avons étudié l’impact de la structure de cette famille de microgels sur les propriétés macroscopiques et mécaniques des films formés. Pour cela, des microgels ont été synthétisés avec différentes architectures « cœur-écorce » en faisant varier la densité de réticulation et le type de réticulant. Les mesures de viscosité et de fluage sur les dispersions de microgels à haute concentration se sont révélées sensibles à l’architecture des microgels. Plus précisément, les particules ayant une structure moins dense et des chaînes pendantes moins réticulées ont présenté une meilleure capacité à s’enchevêtrer et former un réseau plus résistant aux contraintes. De plus, l’étude rhéologique des films de microgels, dans le domaine linéaire et non-linéaire, a confirmé que l’interdiffusion des chaines entre particules gouvernent en partie les mécanismes de déformation et par conséquent nous avons démontré que l’architecture des microgels a une influence majeure sur les propriétés macroscopiques des films. Par ailleurs, les films ont démontré d’excellentes propriétés mécaniques en regard de leur structure formée par assemblage de colloïdes et en totale adéquation avec les critères requis pour une application sur peau humaine i.e. un module de Young faible combiné à une élongation à rupture élevée. Finalement, en vue des futures potentielles applications industrielles, une stratégie de type formulation a été développée pour élargir, piloter et prédire les propriétés mécaniques des films en utilisant le polymère libre, produit secondaire de la synthèse des microgels
This research work relates to colloidal-based films formed by the self-assembly of pH- and thermo-responsive oligo(ethylene glycol) methacrylate-based microgels. In this study, the impact of the microgel structure on the macroscopic and mechanical properties of films has been investigated. To this end, microgels were synthesized with different core-shell architectures by varying the crosslinking density and the crosslinker type. Viscosity and creep measurements on highly concentrated dispersions of microgels have proved to be particularly sensitive to the microgel architecture. More precisely, softer particles with longer and/or more crosslinked dangling chains have a higher ability to interpenetrate and form a stronger network. In addition, the study of the microgel-based films in the linear and non-linear domains confirmed the chain interdiffusion largely drives the mechanism of deformation and consequently, the microgel architecture is a key parameter influencing the macroscopic properties of films. Considering their colloidal assembly, these films have demonstrated excellent mechanical properties such as strain hardening and high strain at break. In addition, they’ve exhibited suitable properties reaching the criteria that the underlying skin substrate imposes, i.e. a low Young’s modulus and a high elongation at break. Finally, in the light of potential industrial uses, a strategy has been developed to broaden and drive the mechanical properties of films by using a water-soluble polymer which is a side-product from the microgel synthesis

Les microgels sont des particules colloïdales de polymère réticulé gonflées par un solvant. Déformables et poreuses, elles peuvent changer d’état de gonflement lors de l’application d’un stimulus. Ce travail de thèse a pour but de développer de nouveaux concepts tirant profit des propriétés stimulables et de la déformabilité intrinsèque des microgels tout en approfondissant les connaissances sur le comportement de ces objets en solution et aux interfaces. Les microgels de poly(N-alkylacrylamide) sont utilisés comme modèles. Dans un premier temps, notre travail a porté sur l’étude d’un nouveau type de microgels électrochimiluminescents grâce à l’incorporation d’un complexe métallique de ruthénium dans la matrice polymère. A la transition de phase, ces microgels présentent une exaltation de l’intensité ECL jusqu’à 2 ordres de grandeur, en lien avec la distance entre les sites redox. Le concept est ensuite transposé à des microgels sensibles aux saccharides et à des systèmes comportant deux luminophores, un donneur ECL et un accepteur d’énergie pouvant donner lieu à un transfert d’énergie par résonance. La deuxième partie de la thèse est consacrée à l’adsorption de microgels à une interface liquide-liquide plane, en vue de mieux comprendre l’origine de la stabilité des émulsions stabilisées par ce genre d’objets. De façon analogue aux protéines flexibles, les microgels changent de conformation à l’interface, passant d’un état étendu à un état comprimé, à l’origine de variations de l’élasticité interfaciale. Les microgels ainsi adsorbés sont fonctionnalisés de façon régiosélective dans l’eau et permettent de produire des microgels non symétriques, dits Janus, susceptibles de s’auto-assembler
Microgels are colloidal particles made of cross-linked polymer swollen by a solvent. Soft and porous, they can adapt their swelling degree in response to a stimulus. The main objective of this work is to develop new concepts taking advantage of microgels’ stimuli-responsive properties and intrinsicsoftness while deepening understanding of their properties in solution and at interfaces. Poly(Nalkylacrylamide) microgels are used as a model. Initially our work focused on the study of a new type of electrochemiluminescent (ECL) microgels thanks to the incorporation of a ruthenium complex in the polymer matrix. At the volume phase transition, these microgels exhibit an amplification of the ECL intensity up to 2 orders of magnitude, related to the decrease of the distance between redox sites. This concept is then transposed to saccharides-sensitive microgels and systems bearing two luminophores, an ECL donor and an energy acceptor in order to give rise to resonance energy transfer. The second part of this manuscript is devoted to adsorption of microgels at a planar liquid-liquid interface, to improve knowledge on the origin of the stability of emulsions stabilized by such objects. Such as flexible proteins, microgels can change their conformation at the interface, from an extended to a compressed state, causing variation in the interfacial elasticity. When microgels are adsorbed they can also be functionalized regioselectively in water to produce non-symmetrical microgels, called Janus, able to self-assemble

Computed radiography or CR has been used in the Radiography NDT industry for quite a long time. Use of CR in the pressure vessel welds has not been so popular or common industry practice, particularly in this region, may be because of cost and to some extent acceptance by the client. However ASME BPV Code has already approved use of CR and DR techniques in pressure vessel welds in place of film Radiography. The latest edition of ASME BPV Code Sec V has added some new requirements for qualification and certification of NDT personnel in Computed Radiography (ASME Sec V: 2015 Article I; Mandatory Appendix II). Typically, as we all know, CR or computed radiography uses a storage phosphor imaging plates, known as SPIP, which emits photo-stimulable luminescence in place of Silver Bromide coated films, that luminescence or light radiation is amplified by photomultiplier tubes and passes through A/D converter and several filters which produce an image on the suitable computer monitor. Most of the requirements of ASME Sec V for CR are similar to that of film radiography except in some cases as resolution, brightness and contrast in place of density and contrast used for film radiography. Although it requires expertise for processing the images, but the technique is very useful in replacing film radiography particularly in terms of chemical hazards and environmental issues of film processing, exposed film archiving and computer assisted image enhancement. But more than in traditional radiography, the use of digital images is a trade-off between the speed and the required quality. Better image quality is obtained by longer exposure times, slower phosphor screens and higher scan resolutions. Therefore, different kinds of storage phosphor screens are needed in order to cover every application. ASTM E2007 & E2033 provide excellent information and guidance of the process and application of computed radiography. Here in this presentation, we have described our understanding and experience of using computed radiography in lieu of film radiography for a pressure vessel meeting all the requirements of ASME Code.