Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Thèse de Li Shi effectuée sous la direction de Éric Buhler et François Boué, en collaboration avec Florent Carn.

Soutenance le vendredi 5 Avril 2013 à 14h30.

Lieu : bâtiment Condorcet, Salle 366A. La soutenance sera suivie d’un pot au 6e étage.

Structures de complexes électrostatique entre un polyélectrolyte de rigidité variable et des nanoparticules de taille contrôlée

Jury : Michel Rawiso, Patrick Guenoun, Bernard Cabane, Éric Buhler, François Boué, Florent Carn.

Résumé :

La complexation électrostatique entre un polyélectrolyte et des nanoparticules de charges opposées attire beaucoup d’attention pour de nombreuses applications dans différents domaines. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés particulièrement au rôle du rapport sur la formation des complexes. Pour varier ce paramètre sur une grande gamme, nous avons pris des systèmes modèles issus de combinaisons de quatre polyélectrolytes de rigidité différente et trois types de nanoparticules chargées de tailles différentes, dont des nanoparticules d’or chargées positivement synthétisées par nous-mêmes. Pour chaque système, nous avons d’abord caractérisé le comportement macroscopique des complexes en fonction des concentrations, par un diagramme de phase (deux domaines monophasiques encadrant un domaine diphasique). Ensuite, à l’aide des techniques de diffusion du rayonnement - lumière, rayons-X et neutrons -, nous avons comparé les différentes structures des complexes (taille, dimension fractale, ). Ces structures sont confirmées par cryo-TEM. Pour , nous auto-assemblons des NPs en bâtons solubles dans le domaine monophasique du diagramme de phase en excès de NPs. Dans les autres domaines, les structures sont branchées avec des dimensions fractales de 1.5 à 2.5. En plus de , nous avons aussi montré que le sel, en écrantant les répulsions électrostatiques entre complexes, accélère la séparation de phase et accroît la compacité de leurs structures. Spécifiquement, pour la complexation hyaluronan-AuNPs, nous avons observé la diffraction (DXPA) de métacristaux mixtes de nanoparticules inattendus.