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Morphogenese de polymères pi-conjugués et de...

Morphogenese de polymères pi-conjugués et de petites molécules

Le thème de recherche de M. Brinkmann est motivé par la compréhension des corrélations entre propriétés opto-électroniques (transport de charge, photophysique, activité photovoltaïque) de films minces organiques de matériaux pi-conjugués et la structure/morphologie de ces matériaux à différentes échelles de taille (nano -> meso). Dans ce cadre, M. Brinkmann a développé une solide expérience à la fois en morphogénèse contrôlée de matériaux polymères/moléculaires conjugués, en particulier en tirnat parti de la croissance épitaxiale, et d’autre part dans l’étude structurale poussée de ces matériaux par Microscopie Electronique en Transmission (MET) et en particulier par diffraction électronique.

M. Brinkmann a développé des méthodes d’orientation nouvelles : i) par fusion de zone locale dans le cas de l’épitaxie directionnelle en solvant cristallisable, ii) par brossage de films polymère, iii) épitaxie sur sels aromatiques.
La combinaison originale de ces approches de croissance contrôlée et d’études par MET a permis d’aborder les thèmes suivants :
la corrélation entre paramètres macromoléculaires et mode de cristallisation de polymères conjugués (P3HT, PBTTT, polyfluorènes)
la détermination de modèles structuraux de polymères conjugués par diffraction électronique
l’étude/cartographie de la nanomorphologie des systèmes conjugués semi-cristallins par microscopie HR-TEM.
La croissance de fibres nanostructurées/orientées de polymères conjugués par épitaxie
L’élaboration de matériaux hybrides orientés/nanostructurés pour l’électronique plastique.

Légende de la figure : 1) Image en mode HR-TEM d’un film orienté de poly(3-héxylthiophène) régiorégulier obtenu par épitaxie directionnelle. On observe l’arrangement des chaînes polymère au sein des lamelles cristallines séparées par des zones amorphes (illustration de gauche). 2) Image en champ clair montrant la structure semi-cristalline d’un film de P3HT, les zones cristallines sont en foncé, 3) Cliché de diffraction d’un film mince orienté de PF2/6 sur substrat de PTFE orienté, 4) Champ clair montrant une fibre orientée et nanostructurée de P3HT présentant une structure du type shish-kebab, 5) Image en champ clair d’un film hybride orienté et nanostructuré obtenu par épitaxie directionnelle. On observe une ségrégation des nanobâtonnets de CdSe au sein des zones amorphes du polymère.

[1] M. Brinkmann and P. Rannou, Adv. Funct. Mat., 2007, 17, 101.
[2] M. Brinkmann and P. Rannou, Macromolecules, 2009, 42, 1125.
[3] M. Brinkmann, F. Chandezon, C. Julien-Raban and R. P. Pansu, Adv. Funct. Mat. 2009, 19, 2759.

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