a soutenu sa thèse le 22 septembre 2015.
Systèmes moléculaires et matériaux structurés pour la conduction ionique et pour le transport d’eau
Préparée au sein de l’école doctorale Sciences Chimie Balard et de l’Institut Européen des Membranes de Montpellier.
Spécialité : Chimie et Physicochimie des matériaux
devant le jury composé de :
- M. Mihai BARBOIU Université de Montpellier Directeur de thèse
- Mme Sophie CERNEAUX Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier Co-encadrant de thèse
- M. Laurent BOUTEILLER Université Pierre et Marie Curie Rapporteur
- M. Ion GROSU Université Babes-Bolyai Rapporteur
- M. Anthony SZYMCZYK Université de Rennes 1 Examinateur
- M. Bruno AMEDURI Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier Examinateur
Résumé :
L’objectif de ce travail de recherche est l’étude du transport des ions et des molécules d’eau à travers de membranes bicouche lipidique et des membranes polymériques. Dans une première partie, ce transport a été réalisé à travers des systèmes synthétiques auto-organisés, dont la sélectivité est en étroite relation avec le type d’architecture supramoléculaire formée grâce à des liaisons faibles. Le but est d’obtenir des systèmes qui peuvent imiter les fonctions de transport des protéines membranaires. Ce mimétisme fonctionnel est obtenu par l’auto-assemblage de molécules organiques contenant le cycle imidazole et la fonction urée, qui peuvent s’auto-assembler et créer des voies sélectives de transport des ions. Pour créer l’équivalent de la membrane cellulaire, nous avons utilisé des vésicules lipidiques unilamellaires. Ensuite, nous avons déterminé une relation entre l’activité des composés et leur structure. Pour ce faire, le transport des ions est étudié à l’aide d’une méthode de spectroscopie de fluorescence, et le transport d’eau par diffusion dynamique de la lumière utilisant la technique de « stopped flow ». Le but de la deuxième partie est la fabrication et la caractérisation des nouvelles membranes composites sous forme de couches minces, qui permettraient un bon compromis entre le flux d’eau et le rejet de sel. Dans ce cadre, la synthèse d’une série d’hydrazides en tant que précurseurs moléculaires a été réalisée, pour remplacer la métaphenylène diamine (MPD) classiquement utilisée. Ici aussi les liaisons hydrogène jouent un rôle important, car le principe de la séparation repose sur la création d’une organisation interne hautement réticulée. Les polymères synthétisés par polymérisation interfaciale ont été caractérisés par des méthodes de spectroscopie infrarouge, analyses thermogravimétriques et diffraction des rayons X. Les membranes composites ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage, microscopie à force atomique et mesures d’angle de contact. Les performances membranaires ont été testées en filtration frontale d’eau et de solutions salines.
Mots-clés : canaux ioniques, chimie supramoléculaire, auto-assemblage, matériaux adaptatifs constitutionnels, polymérisation interfaciale, osmose inverse
