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1 PPMD - Laboratoire de Physico-Chimie des Polymères et des Milieux Dispersés

Abstract : Thin films of hydrogels we study are chemical polymer networks covalently grafted on solid substrates. These versatile coatings allow the control of various interfacial properties such as responsive properties, wetting or mechanical properties. Here, thin films of stimuli-responsive hydrogels with temperature, light or electric field are the point of interest. The surface-attached gel films are synthesized by following a straightforward strategy based on thiol-ene click chemistry. The formation of the films is achieved by adding bifunctional thiol molecules as cross-linkers to the ene-reactive polymers on thiol-modified surfaces. This strategy allows us to obtain hydrogel films with a wide range of thickness and with the desired properties. We study the structure of surface-attached polyN-isopropylacrylamide gel films which show thermo-responsive properties. We determine the effect of confinement and constraints due to the surface-attachment on the swelling-collapse phase transition of hydrogels with two approaches: the one-dimension swelling normal to the surface using ellipsometry and neutron reflectivity and the in-plane observation of the free surface of the gel using AFM. New and complex hydrogel films are also developed by targeting the architecture of the polymer networks. Inspired from macroscopic hydrogels architecture, we design various architectures: multilayer gel films, interpenetrating networks IPN gel films and hybrid gel films.

Résumé : Les films minces d-hydrogels que nous étudions sont des réseaux chimiques de polymères greffés par liaison covalente sur des substrats solides. Ces revêtements versatiles permettent le contrôle des propriétés interfaciales tel que les propriétés stimulables, le mouillage ou les propriétés mécaniques. Ici, nous nous intéressons aux films minces d-hydrogels stimulables par la température, la lumière ou le champ électrique.La synthèse des films de gels greffés suit une stratégie simple basée sur la chimie click thiol-ène. Les films sont fabriqués en déposant les polymères stimulables fonctionnalisés par des groupes diène en présence de réticulants dithiols sur des surfaces modifiées thiol. Cette stratégie permet d-obtenir des films d-hydrogels sur une large gamme d-épaisseur avec les propriétés stimulables visées. Nous nous intéressons à la structure des films d-hydrogels greffés de polyN-isopropylacrylamide aux propriétés thermo-stimulables. Nous étudions l-effet du confinement et des contraintes dues au greffage sur la surface sur la transition de phase gonflement-dégonflement des gels avec deux approches : le gonflement unilatéral perpendiculaire à la surface par ellipsométrie et réflectivité de neutrons, et la topographie dans le plan de la surface libre du gel par AFM. Nous développons également de nouveaux films d-hydrogels avec des réseaux d-architectures ciblées. En s-inspirant de l-architecture des gels macroscopiques, nous élaborons diverses architectures : films de gels multicouches, films de réseaux interpénétrés et films de gels hybrides.

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Keywords : Thin films

Mots-clés : Réflectivité de neutrons Ellipsométrie AFM Films minces Hydrogels Stimulables





Author: Mengxing Li -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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