Assemblages de nanoparticules d'or avec de longues chaînes polyélectrolytes pour la formation d'oligomères plasmoniques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Gold nanoparticles assembly with long polyelectrolyte chains for the formation of plasmonic oligomers

Assemblages de nanoparticules d'or avec de longues chaînes polyélectrolytes pour la formation d'oligomères plasmoniques

Florent Voisin
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1353767
  • IdRef : 268796882

Résumé

The purpose of this thesis is to develop methods allowing the assembly of a limited number of gold nanoparticles in water by electrostatic complexation with long-chain polyelectrolytes of different natures. In a first part, we studied the complexation of citrate-coated gold nanoparticles with linear polyelectrolytes of biological origin. We show that the globally neutral assemblies formed in the vicinity of the charge stoichiometry exhibit low colloidal stability but allow maximizing the optical absorption in the near infrared. We show how the rapid dynamics of aggregation can be arrested at different stages by the addition of polyelectrolyte while maintaining the structure and optical properties of the initial complex. The sign of the overall charge of these assemblies is controlled by that of the polyelectrolyte added in the second step. The use of a fast mixing microfluidic device allowed us to stabilise nanoscale structures with a controlled average aggregation number. We then investigate the potential of these assemblies as a probe for the quantification of therapeutically relevant molecules in media of different complexities by surface enhanced Raman spectroscopy. In a second part, we have initiated exploratory work on the synthesis of graft copolymers composed of a non-ionic polar backbone and polyelectrolyte side arms. The development of these comb-type polyelectrolytes aims to increase the possibilities of structural control of electrostatic complexes in complex media where physicochemical conditions are imposed.
Ce travail de thèse concerne le développement de méthodes permettant l'assemblage d'un nombre limité de nanoparticules d'or dans l'eau par complexation électrostatique avec des longues chaînes polyélectrolytes de différentes natures. Dans une première partie, nous avons étudié la complexation de nanoparticules d'or recouvertes de citrate avec des polyélectrolytes linéaires d'origine biologique. Nous montrons que les assemblages globalement neutres formés au voisinage de la stœchiométrie de charge présentent une faible stabilité colloïdale mais permettent de maximiser l'absorption optique dans le proche infrarouge. Nous montrons comment la dynamique rapide d'agrégation peut être arrêtée à différents stades par l'ajout de polyélectrolyte en conservant la structure et les propriétés optiques du complexe initial. Le signe de la charge globale de ces assemblages est contrôlé par celui du polyélectrolyte ajouté dans la seconde étape. L'utilisation d'un dispositif microfluidique de mélange rapide nous a permis de stabiliser des structures nanométriques avec un contrôle du nombre d'agrégation moyen. Nous étudions ensuite le potentiel de ces assemblages comme sonde pour la quantification de molécules à visée thérapeutique dans des milieux de différentes complexités par spectroscopie Raman exaltée de surface. Dans une seconde partie, nous avons amorcé un travail exploratoire concernant la synthèse de copolymères greffés composés d'un squelette polaire non-ionique et de bras latéraux polyélectrolytes. Le développement de ces poly électrolytes de type peigne vise à accroitre les possibilités de contrôle structural de complexes électrostatiques dans des milieux complexes où les conditions physico-chimiques sont imposées.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04464038 , version 1 (18-02-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04464038 , version 1

Citer

Florent Voisin. Assemblages de nanoparticules d'or avec de longues chaînes polyélectrolytes pour la formation d'oligomères plasmoniques. Physique [physics]. Université Paris Cité, 2021. Français. ⟨NNT : 2021UNIP7274⟩. ⟨tel-04464038⟩
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