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Matériaux fonctionnels et fonctionnalisation de surfaces

Ce livre blanc est composé d’un extrait de l’article Fonctionnalisation moléculaire des surfaces par réduction de sels d'aryldiazonium rédigé par Corinne LAGROST, Alice MATTIUZZI, Ivan JABIN, Philippe HAPIOT et Olivia REINAUD. Il comprend également une sélection d’experts scientifiques ou industriels, et de profils d’entreprises et de laboratoire de recherche, travaillant sur les matériaux fonctionnels.

Comment améliorer le comportement en service des matériaux ?

Introduction ou extrait du livre blanc

"Différentes approches ont été développées pour former des fi lms organiques minces (1 μm à 100 nm) ou ultraminces (10 nm à 1 nm) sur des surfaces. On peut distinguer les méthodes dites de physisorption qui mettent en jeu des énergies de liaison faibles entre la surface et le fi lm organique (de l'ordre de quelques kJ · mol–1) et les méthodes de chimisorption ou plutôt de chimigreffage pour lesquelles les valeurs énergétiques sont nettement plus conséquentes, de l'ordre de la centaine de kJ · mol–1. L'établissement d'une liaison chimique forte entre la surface et la couche organique est forcément un atout car elle garantit une plus grande stabilité de l'interface formée et donc une plus grande robustesse des couches. On a donc tout intérêt à privilégier la voie chimigreffage dans l'optique d'une fonctionnalisation de surface robuste. Il existe deux grandes catégories de procédés de chimigreffage : les procédés chimiques et les procédés électrochimiques.

PROCÉDÉS CHIMIQUES

La surface est simplement mise en contact avec une solution contenant des molécules possédant une fonction terminale capable de réagir spontanément et très spécifi quement avec la surface (fi gure 1).

L'autre extrémité des molécules est décorée par une fonction chimique choisie pour induire un effet de surface déterminé (propriétés de mouillage, par exemple) ou bien par une fonction chimique réactive permettant d'introduire une entité fonctionnelle à partir d'un couplage chimique sur la surface (post-fonctionnalisation). Les entités fonctionnelles peuvent être diverses suivant l'application considérée : des nanoparticules, des protéines, des anticorps, des brins d'ADN, des molécules assurant une fonction spécifi que (complexation d'ions métalliques, etc.), ou encore des molécules capables d'exécuter une fonction sous l'action de stimuli externes (lumière, variations de pH, application d'un potentiel électrique)..."

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