• Langue : Anglais
• Discipline : Chimie théorique, physique, analytique
• Identifiant : 2023ULILR020
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 11/05/2023

Résumé en langue originale

Ce travail présente une étude sur le développement d'un nouveau système mixte (photoactionneur basé sur un assemblage supramoléculaire) de dithiényléthène photochromique A, et d'un élastomère thermoplastique poly(éthylène-co-butylène) B, tous deux fonctionnalisés avec des unités UPy. L'étude a été menée dans le cadre du projet ANR TACTIL. L'objectif était de rationaliser les processus impliqués dans la flexion de films minces irradiés par la lumière UV et visible et de trouver les paramètres idéaux pour maximiser l'effet photomécanique et augmenter ses performances. L'étude s'est concentrée sur les changements produits dans la structure interne du matériau, ainsi que dans sa morphologie et sa photochimie, lorsqu'il est exposé à des cycles alternés d'irradiation aux UV et à la lumière visible. La recherche a combiné plusieurs techniques pour suivre la photochimie, la mécanique et la science des matériaux des films minces (WAXS, SAXS, AFM, SEM, spectrométrie UV-Vis et techniques d'analyse d'absorption). Les résultats ont montré que le système fonctionne suivant la réponse photochromique DTE, en combinaison avec la relaxation mécanique de la matrice élastomère. En outre, les résultats rationalisent la déformation en direction de la lumière sous irradiation UV, qui est expliquée en termes de coefficient d'expansion positif dans l'équation du modèle bimétallique de Timoshenko, qui est un modèle appliqué aux photoactuateurs en cristaux DTE.

Résumé traduit

This work presents a study on the development of a novel photoactuator based on supramolecular chemistry combining a photochromic dithienylethene A, and a thermoplastic elastomer poly(ethylene-co-butylene) B, both functionalized with ureido‐4[1H]‐pyrimidinone (UPy) units. The photoactive The objectives were to optimize the thin film fabrication by spin coating and to find the ideal parameters to maximize the photomechanical effect performances, i.e. with respect to the light direction, a reversible bending displacement backward and forward under Visible and UV light respectively. Then, in order to rationalize the photoresponse of the system, the study focused on the changes produced in the internal structure of the material, as well as in its morphology and photochemistry when it was subjected to alternating UV/visible light irradiation with the aid of several technics (WAXS, SAXS, AFM, SEM, UV-Vis spectrometry, and absorption analysis techniques). The results showed that the system operate mostly according to the DTE photochromic response (open /closed gradient) as long as the irradiation period is hort enough to keep the elastomeric mechanical relaxation negligble. Furthermore, it has been found that the amplitude of the photomechanical effect is related with a good viscoelastic properties and semi-crystallinity o the elastomer. By the way, the results rationalize the bending toward the light under UV irradiation which is explained in terms of the positive expansion coefficient inside the Timoshenko bimetallic model equation which is a model applied for DTE crystal photoactuators. From the microscopic surface analysis, the photomechanical effect is related to the domains swelling (contraction) size from one photoisomer to the another one. This last result was corroborated by SAXS highlighting the UPy aggregation influence inside domains containing A/B mixture responding reversibly to UV/Visible light.