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Exposés de 2e année de thèse

Mercredi 8 octobre 2014

à 10h30 en salle C. Brot

10:30 - Amandine Codou

Nanocomposites biosourcés et bioinspirés à matrice cellulosique

Directeur de thèse : Pr. Nicolas SBIRRAZZUOLI, Co-Directrice : Dr. Alice MIJA, Encadrant : Dr. Nathanaël GUIGO

Mon travail s’articule autour de deux axes de recherche ayant pour lien commun la valorisation de la biomasse végétale. Dans un premier temps l’objectif a été de développer un nouveau polymère thermodurcissable biosourcé à partir de cellulose microcristalline. L’étude de ce biocomposite propose une approche tout à fait originale où la matrice est générée in situ par oxydation contrôlée ; les parties cristallines restantes jouent le rôle de renfort. Ma deuxième année de thèse s’est orientée vers l’étude des propriétés physiques avancées d’un thermoplastique furanique, le poly(ethylene 2,5-furandicarboxylate) (PEF). L’étude de la cristallisation, de la transition vitreuse et des phénomènes associés au vieillissement du matériau ont ainsi été mis en évidence. Cette étude s’inscrit dans un projet européen Marie Curie, visant au développement d’emballage de type bouteille. Désormais ma dernière année va s’orienter vers l’élaboration de composites furaniques, renforcés par la cellulose. La rigidité avérée de la cellulose permettrait ainsi d’accroître les propriétés thermiques et mécaniques de cette matrice furanique et ainsi d’étendre son champ d’applications.

11:00 - Sabri Taleb

Surfaces Superhydro/oléophobes réversibles

Direction : Prof F Guittard, Co-direction : Dr. T. Darmanin

Le développement de matériaux dits intelligents, à réponse intelligente ou encore “Smart materials”, spécialement ceux répondant à des stimuli croît de manière exponentielle du fait de leurs diverses applications potentielles en biomédecine, membranes séparatives, textiles, etc. Les surfaces superhydrophobes, caractérisées par un angle de contact statique supérieur à 150°, sont nécessairement obtenues par structuration de la surface. En utilisant des polymères conducteurs, une des meilleures voies pour obtenir cette structuration est l’électrodéposition. En effet, en contrôlant les paramètres électrochimiques et la structure des monomères, cette méthode permet la production de polymères structurés avec de diverses morphologies de surface, incluant les fibres, structures sphériques, en forme de fleur ou choux-fleur. Ici, nous reportons la possibilité d’obtenir des surfaces aux propriétés superhydrophobes avec une réversiblilité de la mouillabilité à l’eau mais aussi à l’huile par copolymérisation électrochimique de deux monomères dérivés du 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT). Pour élaborer ce type de matériaux, nous avons introduit des éléments chimiques sensible à différents stimuli : voltage et échange d’ion. Ici le composé EDOT-F8 est utilisé pour atteindre les propriétés superhydrophobes dû à la présence de la chaine fluorée, tandis que le composé EDOT-N+ permet de changer la mouillabilité vis-à-vis de l’eau et de l’huile par échange ionique grâce à la fonction ammonium.

11:30 - Janwa El-Maiss

Concept of Low Surface Energy Materials ‘’A first step towards sustainable Chemistry

Direction : Prof F Guittard, Co-direction : Dr. T. Darmanin

My project entitled Concept of Low Surface Energy Materials ‘’A first step towards sustainable Chemistry” within the Team ’ Surface & Interface ’ of LPMC UMR 7336 , University of Nice Sophia Antipolis in the framework of a collaboration with University of Bristol and the University of Hirosaki , Japan. My work in this project is the synthesis of new materials (surfactants and polymerizable monomers) with low fluorine content. Due to the unique properties of the fluorine atom, fluorinated molecules acquire attractive properties. These molecules distinguish themselves by their thermal and chemical stability in corrosive environments where other homologues cannot survive. However, compounds with long fluorinated chains are bioaccumulative starting from 7 methylene units. Highly fluorinated products comprising of these innovative materials have the disadvantage of being bio-persistent and therefore they are bioaccumulative. Indeed, they are detected in many water systems (rivers, lakes, etc.) but also deeper in the groundwater. Thus they accumulate in wildlife such as fish, mammals, and even polar bears away from all sources of contamination ! In addition, these highly fluorinated units were also detected in human blood and tissues of different populations. Several studies have shown that these products cause chronic, genetic and immune toxicity. They are also neurotoxic and carcinogenic. The aim of my project is to synthesize new "eco - responsible" materials by replacing long bioaccumulative fluorinated chains. First long fluorinated chains are replaced by short ones, secondly by linear or branched hydrocarbon chains. The intelligently programmed fluorinated molecular design helps address these issues. The hydrocarbon chains are biodegradable and therefore non- bioaccumulative. This project is of great interest since it would provide the same molecules with interesting properties as fluorinated hydrophobic compounds eliminating any environmental toxicity. During this project I synthesized many molecules with short fluorinated chains. The analysis of their physico-chemical properties has helped highlight surface tension (surfactants) similar to their perfluorinated counterparts. Thus, we obtained new "green" surfactants with interesting properties. Concerning superhydrophobic surfaces, we synthetized polymerizable monomers with short fluorinated chains. These conducting monomers were deposited on surfaces via electrochemistry and their physico-chemical properties were investigated. Results proved that elaborated surfaces were superhydrophobic even with very short fluorinated chains. Three articles were accepted in this area, and the fourth was submitted on Sep 2014. In the next steps, we will decrease even more fluorine content in our products to try and substitute fluorinated chains by their hydrocarbon counterparts.