Synthèse et caractérisation photophysique de polymères fluorescents à base de polysiloxane pour la détection de composés nitroaromatiques. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Synthèse et caractérisation photophysique de polymères fluorescents à base de polysiloxane pour la détection de composés nitroaromatiques.

Résumé

This thesis presents the study of new side-chains fluorescent polymers designed to detect
2,4-dinitrotoluene. To reach this objective, we looked for a material having a high fluorescent quantum yield, a low glass transition temperature and a decrease of the fluorescence in air charged with a small amount of nitroaromatic compound.
In a first time, photophysical properties of different 4-amino-1,8-naphthalimide derivatives were studied in solution and in solid state. These molecules display different behaviors depending on the type of the amino-group. Secondary amines show particularly good properties in solution and tertiary ones keep their properties in solid state. Afterwards fluorescent polymers were synthesized by grafting by hydrosilylation 4-amino-1,8-naphthalimide and fluorinated alcohol moieties on a polysiloxane backbone. Three different catalysts were used. Polymers with very high fluorescent quantum yield in solid state (≈ 50%) and a glass transition temperature under RT have been obtained. Energy transfers between chromophores were quantified. In solid state, excitation can visit up to 25 fluorophores during fluorescence lifetime. Consequently, significant amplification of the quenching signal can be awaited. Lastly, interaction between these polymers and 2,4-DNT were also studied. They displays at least as good properties as the 3D-PPE (the state of the art П-conjugated polymer) in term of fluorescence yield, quenching speed and reversibility.
Cette thèse présente le travail réalisé sur la mise au point de nouveaux polymères fluorescents à chaînes latérales destinés à détecter des traces de 2,4-dinitrotoluène. Pour atteindre cet objectif nous avons recherché un matériau alliant un rendement de fluorescence élevé et une température de transition vitreuse basse avec une diminution de son intensité de fluorescence lorsqu'il est mis en présence de composés nitroaromatiques dilués dans l'air.
Dans un premier temps, les propriétés photophysiques de plusieurs dérivés de type 4-amino-1,8-naphtalimide ont été étudiées en solution et à l'état solide. Ces molécules montrent une différence significative de comportement selon que l'amine est secondaire ou tertiaire, les premières ayant des propriétés particulièrement bonnes en solution alors que les secondes conservent leurs propriétés à l'état solide. Dans un deuxième temps, les polymères fluorescents ont été synthétisés. Des greffons de type 4-amino-1,8-naphtalimide et alcools fluorées ont été greffés sur le squelette polysiloxane par hydrosilylation. Trois catalyseurs différents ont été utilisés. Cette étude a permis d'obtenir des polymères possédant de très bons rendements de fluorescence à l'état solide (≈ 50%) et des températures de transition vitreuse inférieures à l'ambiante. Leur étude photophysique a permis entre autre de quantifier les transferts d'énergie entre les chromophores. A l'état solide, l'excitation peut ainsi visiter jusqu'à 25 fluorophores durant la durée de vie de fluorescence. Cela permet d'espérer une amplification conséquente du signal d'inhibition de fluorescence. Les interactions entre ces polymères et le 2,4-DNT ont ensuite été évaluées. Leurs propriétés se sont révélées au moins aussi bonnes que le 3D-PPE, polymère Π-conjugué de l'état de l'art, que ce soit en terme de rapidité de détection, rendement de fluorescence et réversibilité de l'inhibition de fluorescence.
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Dates et versions

tel-00326795 , version 1 (05-10-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00326795 , version 1

Citer

Edouard Obert. Synthèse et caractérisation photophysique de polymères fluorescents à base de polysiloxane pour la détection de composés nitroaromatiques.. Autre. École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00326795⟩
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