Fonctionnalisation de surface pour la micromanipulation : modélisation et expérimentation - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Chemical surface functionnalizations for micromanipulation : modeling and experiments.

Fonctionnalisation de surface pour la micromanipulation : modélisation et expérimentation

Résumé

On the micrometer scale, surface forces applied to the object are significant compared to volume forces. In order to overcome the adhesion phenomenon caused by these scale effects, contactless microrobotics appears promising. Our work is merging with microrobotics and chemistry of surfaces. The objective of this thesis is to propose a method of micromanipulation based on innovative surface chemistry to control electrostatic forces. The principle is based on the electric charges generated by pH dependent chemical functions when placed in liquid medium. Modeling of the interaction between a surface and a micro- functionalized object is based on the exploitation of the phenomenon of the electrical double layer. Two surface functionalization principles were used, (i) self-assembled monolayers (APTES), and (ii) electrodeposition of polymer films (polyaniline , polypyrrole) that enable localized deposits. The results highlight the interest of using electrostatic chemical forces for micromanipulation applications.
A l’échelle du micromètre, les forces de surface appliquées à l’objet deviennent prépondérantes par rapport aux forces volumiques. Dans le but de s’affranchir du phénomène d’adhésion causé par ces effets d’échelle, la microrobotique sans contact apparaît comme une voie prometteuse. Nos travaux sont à la jonction entre la microrobotique et la chimie des surfaces. L’objectif de cette thèse est de proposer une méthode de micromanipulation innovante exploitant la chimie des surfaces afin de contrôler les forces électrostatiques. Nous exploitons les charges électriques créées par les fonctions chimiques dépendantes du pH lorsqu’elles sont placées en milieu liquide. La modélisation des interactions entre une surface et un micro-objet fonctionnalisés repose sur l’exploitation du phénomène de la double couche électrique. Deux principes de fonctionnalisation de surface ont été utilisés; les monocouches auto-assemblées (APTES) qui sont facilement mises en oeuvre et les films de polymères (polyaniline, polypyrrole) par voie électrochimique qui permettent d’obtenir des dépôts localisés. Les résultats obtenus mettent en évidence l’intérêt de l’exploitation des forces électrostatiques d’origine chimique pour des applications de micromanipulation.
Fichier principal
Vignette du fichier
thèse_amélie.pdf (18.76 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-01141736 , version 1 (13-04-2015)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01141736 , version 1

Citer

Amélie Cot. Fonctionnalisation de surface pour la micromanipulation : modélisation et expérimentation. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université de Franche-Comté, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01141736⟩
237 Consultations
139 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More