Monocouches auto-assemblées d’organothiols mono- et bipodes sur le cuivre

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans la thématique des assemblages moléculaires sur des surfaces de métaux oxydables, en vue de former des revêtements fonctionnels avec des propriétés spécifiques. La méthodologie employée dans le cadre de cette thèse consiste à former des monocouches auto-assemblées d’organothiols mono- ou bipodes sur des substrats de cuivre. La première partie de cette thèse a mis en évidence la faisabilité du greffage d’alcanethiol possédant un pied d’ancrage simple (thiol, RSH) ou double (dithiol (R(SH)2) et dithiocarboxylique (RS2H)) sur un substrat de cuivre polycristallin électroréduit. La nature du groupement ancreur s’est révélée être déterminante au niveau des propriétés structurelles de la monocouche résultante mais également du point de vue de sa stabilité électrochimique et en solution. La monocouche de dithiols offre une stabilité électrochimique ainsi qu’une capacité couvrante accrue comparativement au thiol et au dithiocarboxylique. Le dithiocarboxylique forme, quant à lui, le revêtement le moins stable. La deuxième partie de ce manuscrit est dédiée à la formation de monocouche aminée alkylthiols (NH2RSH) et dithiols (NH2R(SH)2) en tant que promoteur d’adhésion entre le substrat de cuivre et un polymère (résine époxy ou polyimide). La complexité apportée par la fonction amine terminale a nécessité l’optimisation des conditions expérimentales afin d’aboutir à des monocouches organisées et de bonne qualité. Un film polymère (résine époxy ou polyimide) a ensuite été déposé sur le substrat de cuivre modifié par les monocouches aminées. La présence de la monocouche aminée (NH2RSH et NH2R(SH)2) sur le substrat de cuivre a apporté un gain substantiel en terme d’adhésion entre le cuivre et la résine époxy. Ce traitement de surface n’a, par contre, pas permis d’améliorer l’adhésion du film polyimide sur le cuivre. Pour terminer, un système de bicouches moléculaires formé d’une partie fixe (SAM de type CF3O(CF2)2RSH ou CF3O(CF2)2R(SH)2) et d’une partie mobile (lubrifiant perfluoro polyéther) a été réalisé. Les monocouches de perfluoro-éther alcanethiols et dithiols, bien qu’elles possèdent une organisation moindre, ont montré des propriétés bloquante et isolante accrues. L’étalement du film lubrifiant à leur surface a abouti un système de bicouches homogène, mouillant parfaitement la surface. De plus, la présence d’une monocouche a permis d’améliorer la retenue du film lubrifiant en surface en atténuant sa mobilité. Cette retenue en surface est d’autant plus prononcée lorsque l’espace interchaîne au sein de la monocouche est important.

la date de réponse	12 sept. 2011
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Zineb Mekhalif (Promoteur), Andre Peremans (Jury), Eric Perpete (Président), Joseph DELHALLE (Jury), Christian AMATORE (Jury) & Arnaud Delcorte (Jury)