Université de Strasbourg

Films polymères par électrochimie

Auto-construction morphogénique de films polymères contrôlée par électrochimie

USIAS Fellow : Fouzia Boulmedais

L'impact des matériaux fonctionnels dans la société devient de plus en plus important en particulier dans le domaine des matériaux pour la santé et l’énergie.
Les matériaux fonctionnels ou dits « intelligents » peuvent par exemple être utilisés dans le développement d'outils sélectifs pour la détection de biomoléculesdans les fluides biologiques (par exemple : le glucose dans le sang ou l’urée dans l’urine) et peuvent être utilisés pour des applications innovantes (ex. des biocapteurs pour les lecteurs de glycémie utilisés par les diabétiques). Les écrans plats, les os artificiels, les panneaux solaires, les mémoires d’ordinateurs ou encore les nouveaux capteurs, tous reposent sur des matériaux fonctionnels, dont les propriétés dérivent de ou sont contrôlées par leur conception interne.
La fonctionnalisation par voie bottom-up (ascendante), utilisant le principe d’auto-assemblage, est considérée comme la voie la plus appropriée pour obtenir des matériaux fonctionnels. Le monde biologique est une source d’inspiration où plusieurs exemples de nanostructures fonctionnelles complexes ont été découverts. Ainsi, la formation de tissus biologiques est guidée par des gradients de morphogènes, moléculesspécifiques auxquelles les cellules répondent en fonction de leur concentration. Dans une étude préliminaire, nous avons étendue ce processus à l’auto-construction de films induite par la présence d’ions Cu+, les morphogènes, générée à la surface d’une électrode par un potentiel électrique (Rydzek et al. Angew.Chem. Int. Ed 2011, 50, 4374).
Dans le cadre du projet, nous nous proposons de développer le concept original d’auto-construction morphogénique de films par électrochimie en utilisant d’autres réactions chimiques. L’auto-construction de film se fera avec deux types de polymères présents en solution et en deux étapes: (i) l’électro-activation d’un des polymères suivie par (ii) l’auto-construction du film par réticulation entre le polymère activé et le second polymère. La présence nécessaire de morphogènes, générés par un potentiel électrique, permettra de développer des films à topographies complexes sur des microélectrodes. Ce projet, particulièrement innovant dans le domaine de la fonctionnalisation d’électrodes, ouvrira la voie à la structuration de films en surface et à leur utilisation dans le domaine des biocapteurs.

Schéma: Représentation schématique de l’auto-construction morphogénique de films induite par le gradient de morphogène (gradient rose). Un des polymères est “activé” par un potentiel électrique appliqué à la surface de l’électrode. Ces polymères activés réagissent chimiquement avec d’autres polymères, simultanément présents en solution, et avec la surface afin de former un film.

schéma

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