Faculté des sciences

Dendrimères liquides-cristallins du fullerène : contrôle de l'organisation supramoléculaire dans les phases colonnaires et chirales

Maringa, Natacha ; Deschenaux, Robert (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 2006 ; 1870.

u cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la synthèse de nouveaux matériaux dendritiques mésomorphes contenant du fullerène, et avons étudié leurs propriétés liquides-cristallines, ainsi que leur organisation supramoléculaire. Ce travail est divisé en trois parties : Dans la première partie, nous avons décrit la synthèse de méthanofullerènes qui développent des... Plus

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    Résumé
    u cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la synthèse de nouveaux matériaux dendritiques mésomorphes contenant du fullerène, et avons étudié leurs propriétés liquides-cristallines, ainsi que leur organisation supramoléculaire. Ce travail est divisé en trois parties : Dans la première partie, nous avons décrit la synthèse de méthanofullerènes qui développent des phases colonnaires (Figure 1 : exemple du méthanofullerène symétrique de troisième génération). Ces méthanofullerènes sont obtenus à partir de précurseurs malonates polybenzyléthers mésomorphes. Les études par diffraction des rayons X ont permis de déterminer l’organisation supramoléculaire des composés au sein des phases colonnaires. Ce chapitre montre qu’il est possible de contrôler le mésomorphisme à partir de précurseurs malonates définis. Un des intérêts majeurs de développer ce type de dendrimères est leur potentielle application en optique-électronique. Figure 1 : Structure du méthanofullerène symétrique de troisième génération. Dans la seconde partie, nous avons synthétisé des méthanofullerènes smectiques C chiraux, à partir de précurseurs malonates polymorphes (phases smectique A chirale, smectique C chirale, cholestérique) possédant un dendron à chaines alkyles chirales (Figure 2 : exemple du méthanofullerène de l’hémidendrimère de quatrième génération). Dans le cas des dendrimères symétriques (de générations 1 et 2) et des hémidendrimères (de générations 1, 2 et 3), une phase smectique A chirale est obtenue. Ces résultats montrent que le C60 régit au moins en partie l’organisation supramoléculaire des unités mésomorphes dans l'état liquide-cristallin. Seul le dendrimère symétrique de troisième génération et l’hémidendrimère de quatrième génération développent une texture smectique C chirale. Ainsi, l’emploi d’une structure dendritique qui englobe le fullerène permet de minimiser, voir de supprimer les effets de la sphère C60. Figure 2 : Structure du méthanofullerène de l’hémidendrimère de quatrième génération. Dans la troisième partie, nous avons étudié l’influence de deux dendrons de natures différentes sur les propriétés liquides-cristallines. De ce fait, nous avons synthétisé des méthanofullerènes mésomorphes non-symétriques comprenant une partie dendritique polybenzyléther et une partie dendritique chirale (Figure 3 : exemple du méthanofullerène mixte contenant un dendron polybenzyléther de deuxième génération et un dendron chiral de troisième génération). Comme nous l’avons vu dans les deux parties précédentes, les dendrons polybenzyléthers développent des phases colonnaires tandis que les dendrons à chaînes alkyles chirales sont polymorphes et présentent des phases smectique A chirale, smectique C chirale et cholestérique en fonction de la génération. Les méthanofullerènes contenant un dendrimère polybenzyléther de génération supérieure à celle des dendrimères chiraux développent des phases colonnaires. Le mésomorphisme est de ce fait imposé par le dendrimère polybenzyléther. Cependant, lorsque le dendrimère polybenzyléther est de génération inférieure ou égale à celles des dendrimères chiraux, des phases smectiques sont observées. Le dendrimère chiral impose son mésomorphisme. L’emploi de dendrons de types et/ou de générations différentes permet de moduler les propriétés liquides-cristallines. Figure 3 : Structure du méthanofullerène mixte contenant un dendron polybenzyléther de deuxième génération et un dendron chiral de troisième génération.