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SYNTHESIS AND SELF-ASSEMBLY OF POLYPHOSPHAZENE (PP) BLOCK COPOLYMERS. DESIGN OF NEW INORGANIC NANOSTRUCTURES DERIVED FROM HIGH CRISTALLINE OR/AND CHIRAL HIGH TUNABLE PP BLOCK

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Les briques de base des nano-architectures

Les copolymères bloc sont une catégorie de matériaux particulièrement polyvalents, formés en répétant des blocs chimiques faits de monomères simples ou de polymères complexes. De nouvelles formulations ont conduit à l'auto-assemblage de nombreuses nanostructures nouvelles.

Technologies industrielles

Un peu comme les alliages de métaux ou les matériaux composites, qui associent la qualité de chaque composant pour obtenir des caractéristiques supérieures, les copolymères bloc autorisent une large gamme de propriétés. Les scientifiques du projet AP-GAC financé par l'UE ont exploré le potentiel inhérent d'auto-assemblage de copolymères bloc basés sur le polyphosphazène, et produit des composés nanostructurés très intéressants. Les copolymères bloc de type polyphosphazene ont une «colonne vertébrale» d'atomes d'azote et de phosphore, séparés alternativement par des ponts simples et doubles. Ils sont extrêmement personnalisables, et depuis la premier exemple signalé il y a une quinzaine d'années, plusieurs centaines ont été synthétisés avec divers groupes latéraux fixées aux atomes de phosphore. Le projet AP-GAC s'est intéressé à la préparation de copolymères bloc consistant seulement en deux blocs (des diblocs) de deux polyphosphazènes différents, ou un bloc de polyphosphazène et un bloc de polystyrène. L'équipe a réussi la synthèse du copolymère bloc constitué de deux polyphosphazènes différents. Il a fallu pour cela bloquer un initiateur afin d'éviter la formation de triblocs par croissance bidirectionnelle de la chaîne. Les chercheurs ont utilisé leurs techniques pour fabriquer le premier copolymère bloc de polyphosphazènes dotés de fonctionnalités chimiques réparties au hasard sur l'un des blocs. Ils ont créé plusieurs architectures nanostructurées intéressantes, comme des nanostructures chirales vrillées, des vésicules, des nanosphères et des films mésoporeux. Les scientifiques du projet ont préparé de nouveaux macroinitiateurs, qui leur ont permis de synthétiser des copolymères mixtes avec un bloc de polyphosphazène et un bloc de polystyrène. Les deux blocs ont été fabriqués par polymérisation vivante, une réaction de croissance de chaîne sans étape de terminaison. L'équipe a utilisé ces copolymères mixtes pour créer des nanosphères, des micelles à plusieurs compartiments, des micelles en forme de beignet et des réseaux de cylindres, en modifiant la concentration des polymères. Le projet AP-GAC a atteint tous ses objectifs, démontrant l'auto-assemblage de copolymères diblocs basés sur du polyphosphazène, et créant diverses nanostructures originales. Les résultats ont été largement diffusés. Ils devraient stimuler l'innovation dans l'utilisation de ces nouveaux matériaux ainsi que dans la préparation d'autres matériaux avec des techniques similaires.

Mots‑clés

Copolymères blocs, monomère, polymère, auto-assemblage, nanostructure, polyphosphazène, dibloc, polystyrène, chiral, vésicule, film mésoporeux, micelles

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