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Optical amplification in polymer based materials and devices

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Composés innovants pour les capteurs optiques

Un nouveau polymère photoluminescent a été mis au point dans le cadre du projet OPAMD pour la fabrication de capteurs optiques rentables et écologiques.

Technologies industrielles

Parmi les diverses méthodes mises en œuvre jusqu'à présent pour la détection de composés nitro-aromatiques tels que les explosifs et les herbicides, l'inhibition de fluorescence semble être la solution la plus prometteuse pour la nouvelle génération de capteurs optiques. Par inhibition (ou «quenching»), on entend la réduction de l'intensité de la fluorescence de matériaux spécifiques contenant des composés émissifs et transporteurs de charge. De nombreux matériaux inorganiques peuvent servir à identifier la présence de composés nitro-aromatiques grâce au changement frappant dans leur photoluminescence. Cependant, on constate un intérêt de plus en plus grand pour le remplacement des matériaux inorganiques dans les capteurs optiques par des matériaux moléculaires organiques, en raison de leur facilité de fabrication et également de leur faible coût. Dans le cadre du projet OPAMD, les chercheurs des laboratoires Thales Research & Technology en France ont synthétisé un polymère fonctionnalisé du point de vue moléculaire à partir du monomère aromatique styrène, le PST-NI. Grâce à l'introduction d'un groupement de chromophores de naphthalimide dans le polystyrène, ils ont pu obtenir des rendements quantiques de fluorescence dans des couches fines solides, qui peuvent atteindre jusqu'à 60\;%. Des propriétés similaires spectroscopiques ont été observées dans les solutions, et indiquent l'absence d'interactions entre les chaînes latérales de polymères. L'absorption et les spectres de fluorescence de PST-NI ont également été examinés après l'introduction de différents pigments organiques. L'ajout de quinacridone et de chromophores de pérylène imide a déplacé le pic d'intensité de la fluorescence vers les portions verte et rouge dans le spectre visible, respectivement. En outre, les durées de vie de la fluorescence de PST-NI ont été mesurées en présence et en l'absence de composés nitro-aromatiques tels que 2,4-dinitrotoluène (DNT). Le déclin de l'intensité de la fluorescence vérifié sur plusieurs minutes d'exposition à DNT n'a pas excédé 50\;%, ce qui rend ces matériaux polymériques très intéressants pour des applications de capteurs.

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