Note ABES Covalent Organic Frameworks-polymères colloïdaux : design macromoléculaire, auto-assemblages et propriétés macroscopiques Covalent Organic Frameworks-colloidal polymers : macromolecular design, self-assembly and macroscopic properties Cof Covalent organic frameworks Cof Polymers Colloids Self-Assemblies Materials Supramolecular Matériaux poreux Liaisons covalentes Polymères Colloïdes Autoassemblage Chimie supramoléculaire Les « Covalent Organic Frameworks » (COF) constituent une classe émergente de matériaux organiques cristallins, caractérisés par une porosité ajustable et une structure périodique sur plusieurs dimensions. Leur formation repose sur des liaisons covalentes établies par des réactions de condensation entre des précurseurs moléculaires — également appelés briques de construction — selon les principes de la chimie réticulaire. Aucune autre stratégie de polymérisation multidimensionnelle ne permet aujourd'hui de prédire et d'ajuster la structure du réseau à un tel niveau. Cependant, les COF souffrent de limitations significatives : ils sont par nature réticulés, insolubles ou peu dispersables en solution et souvent produits sous forme de poudres ou de films polycristallins. Bien que de nombreux efforts aient été consacrés à la conception des propriétés chimiques et/ou physiques de ces matériaux par le choix judicieux de leurs briques de construction, ce n'est que récemment que l'importance de leur mise en forme a été véritablement reconnue. C'est dans ce cadre que nous avons développé et étudié une nouvelle classe de matériaux hybrides, résultant de l'association entre les COF et la chimie macromoléculaire. Dans ce contexte, nous avons développé et étudié une nouvelle classe de matériaux hybrides en combinant les COF et la chimie macromoléculaire. Des polymères terminés par des fonctions réactives adaptées ont été utilisés, en présence de briques de construction, pour contribuer à la formation de particules hybrides COF-polymères. Ainsi, les polymères ont permis d'orienter la croissance et l'organisation des cristallites vers l'obtention de particules avec une porosité orientée sur de longues distances. Cette approche nous a permis de créer et de contrôler la taille de nos particules hybrides à travers différentes échelles ainsi que la morphologie des particules (sphères et sphères creuses). De plus, la présence de polymères permet d'améliorer la cristallinité, tandis que les particules obtenues peuvent être isolées, stockées et facilement remises en suspension. Une telle approche a ouvert la voie à la conception de matériaux macroscopiques aux propriétés modulables pour des applications dans différents domaines. Covalent Organic Frameworks (COFs) are an emerging class of crystalline organic materials characterized by a tunable porosity and a periodic structure extending in several dimensions. Their formation relies on covalent bonds created through condensation reactions between molecular precursors — also known as building blocks — according to the principles of reticular chemistry. No other multidimensional polymerization strategy currently allows such a high level of structural predictability and tunability. However, COFs face significant limitations: they are inherently crosslinked, insoluble or poorly dispersible in solution, and are often produced as powders or polycrystalline films. While extensive efforts have been made to tailor the chemical and/or physical properties of these materials through the careful selection of building blocks, the importance of COF processability has only recently emerged. In this context, we have developed and investigated a new class of hybrid materials by combining COFs with macromolecular chemistry. Reactive end-functionalized polymers were used, in the presence of COF building blocks, to assist in the formation of COF-polymer hybrid particles. These polymers manipulated the growth and organization of crystallites, leading to particles with long-range oriented porosity. This approach enabled us to control both the size and the morphology of the hybrid particles (solid and hollow spheres) across different length scales. Furthermore, the presence of polymers improved the crystallinity of the materials and the resulting particles were able to be isolated, stored, and easily redispersed. This strategy has paved the way for the design of macroscopic materials with tunable properties for applications in various fields. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 27547550 https://theses.fr/2025ULILR072/abes Salaün Pauline Salaün 1999-02-02 FR 297574116 https://theses.fr/2025ULILR072 2025ULILR072 https://doi.org/10.70675/60c94993z574ez4a32z9a18z0730cdd3e7d6 2025-07-08 Chimie des matériaux Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Woisel Patrice MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 117933848 Le Fer Gaëlle MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 192854488 Billon Laurent MADS_PRESIDENT_DU_JURY 110982983 Grande Daniel MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 114010102 Couturaud Benoît MADS_RAPPORTEUR_1 177205415 Colombani Olivier MADS_RAPPORTEUR_2 089426436 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 161609465 Agence nationale de la recherche (France ; 2005-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 121892174 ddc:540 Woisel Patrice Le Fer Gaëlle Billon Laurent Grande Daniel Couturaud Benoît Colombani Olivier École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) Agence nationale de la recherche (France ; 2005-....) PDF 27547550 confidentialité 2025-07-08 2027-01-01 confidentialité 2025-07-08 2027-01-01 confidentialité 2025-07-08 2027-01-01 confidentialité 2025-07-08 2027-01-01