Tipping the polaron–bipolaron balance : concentration and spin effects in doped oligo(aniline)s observed by UV-vis-NIR and TD-DFT

The oxidation states and doped forms of oligo(aniline)s are readily interconverted, and each state has characteristic UV-vis-NIR absorptions, making this spectroscopic technique ideal for in situ analysis of oligo(aniline) behaviour. However, experimental isolation of some of these states can be challenging and quantitative agreement between experimental and calculated spectra has been poor, making it difficult to identify the exact structure(s) and properties of each state. Here we report a comprehensive study of the UV-vis-NIR spectra of all oxidation states and doped forms of a series of oligo(aniline)s of varying lengths (dimer, tetramer and octamer), using a computationally inexpensive DFT method that is particularly suited to molecules with charge-transfer character. The computational study suggests that doped oligo(aniline)s form mixtures of spin isomers (polaronic and bipolaronic forms) in solution, and we have been able to evaluate and compare the most likely electronic configurations, as well as supporting our insights experimentally, by ESR spectroscopy. This doping approach enables tuning of the spin isomer equilibrium position by varying the concentration of protonic dopant, offering a new pathway to explore the electronic structure of π-conjugated molecules more generally, and opening up new approaches to the design of spintronic materials

Architectures (Macro)Moléculaires Pi-Conjuguées à Base d'Aniline: De la Mauvéine aux Matériaux (Semi-)Conducteurs pour l'(Opto)Electronique Organique

Ce mémoire pour l'obtention de l'Habilitation à Diriger les Recherche de l'Ecole Doctorale Chimie et Sciences du Vivant (N°218) de l'Université de Grenoble est organisé en 9 chapitres. Il se subdivise entre 2 grande parties "administrative/administration de la recherche" et "activités et projet de recherche". Ce découpage volontairement fin a pour objectif principal de permettre une localisation rapide des différents types d'informations que les lecteurs de ce manuscrit y rechercheront. Deux sections "remerciements" et "préambule" suivent immédiatement la table générale des matières qui guidera les lecteurs dans la découverte de ce mémoire. Dans une volonté de clarté, chaque chapitre débute par une table des matières spécifique qui décrit plus précisément son contenu. Dans la partie "administrative/administration de la recherche" (Chapitres I-IV et IX) de ce mémoire, j'ai condensé, selon un découpage classique (CV, fonctions d'encadrement et de formation par la recherche, participations à des contrats/programmes de recherche et une synthèse de mes productions scientifique) un ensemble d'informations mises à disposition des lecteurs et du jury pour que ses membres y trouvent, rapidement je l'espère, les éléments d'intérêts qui leurs seront utiles pour évaluer ces aspects de mon activité scientifique. Pour parfaire les données brutes contenues dans le chapitre IV, je présente dans le chapitre IX une liste exhaustive (à la date du 1er juillet 2013) de mes productions scientifiques. Celle-ci est structurée selon une série de codes (e.g. Px pour Publication N°x) qui apparaissent tout au long des chapitres V-VIII et qui permettront ainsi aux membres du jury et aux lecteurs de localiser rapidement les productions associées aux travaux décrits. Le caractère exhaustif s'envisage ainsi comme l'empreinte scientifique de mes travaux au 1er juillet 2013. Dans la partie activités de recherches (Chapitres V-VII) et projet de recherche (Chapitre VIII) de ce manuscrit, je me suis attaché à décrire en premier lieu, aussi brièvement que possible mais systématiquement, les contextes historiques, scientifiques et personnels dans lesquels j'ai développé mes activités de recherches (Chapitres V-VII). Ainsi, j'espère d'une part rendre, par quelques rappels que certains jugeront sans doute élémentaires, l'accès plus facile aux non-spécialistes et d'autre part faciliter la lecture et le jugement du jury. Toujours animé d'une volonté de cohérence et de clarté, j'ai fait le choix délibéré d'une progression chronologique (thèse, expérience postdoctorale, activités en tant que CR-CNRS et projet de recherche) pour rendre compte de la réalité du développement de mes travaux. Ainsi loin de présenter un survol des différents projets que j'ai (co-)développés, j'ai préféré insister sur le traitement personnel réservé aux trois thématiques et problématiques qui sont au cœur de mon activité scientifique en les illustrant par des exemples choisis à dessin pour effectuer une mise en abyme du projet de recherche présenté dans le chapitre VIII qui constitue l'aboutissement de la démarche rédactionnelle de ce mémoire. Les chapitres V-VIII se terminent par des sections bibliographiques spécifiques où sont indexées et détaillées les références citées au fil du texte

Molecular Weight Dependence of Chain Packing and Semicrystalline Structure in Oriented Films of Regioregular Poly(3-hexylthiophene) Revealed by High-Resolution Transmission Electron Microscopy

International audienc

Electrodes à base de Fibres Amyloïdes

The invention pertains to amyloid fibers-based electrodes and apparatuses comprising the same

Amyloid Fiber-based Electricity Generator

The present invention relates to the use of hydronium ion-conducting amyloid fibers or of wires comprising a plurality of hydronium ion-conducting amyloid fibers for generating electrical energy from a humid surrounding atmosphere. The invention also relates to a device comprising such fibers or wires.La présente invention concerne l'utilisation de fibres amyloïdes conductrices d'ions hydroniums, ou de fils comprenant une pluralité de fibres amyloïdes conductrices d'ions hydroniums, pour générer une énergie électrique à partir d'une atmosphère environnante humide. Est également concerné un dispositif comprenant de tels fibres ou fils

Electrodes à base de Fibres Amyloïdes

The invention pertains to amyloid fibers-based electrodes and apparatuses comprising the same

Amyloid Fiber-based Electricity Generator

The present invention relates to the use of hydronium ion-conducting amyloid fibers or of wires comprising a plurality of hydronium ion-conducting amyloid fibers for generating electrical energy from a humid surrounding atmosphere. The invention also relates to a device comprising such fibers or wires.La présente invention concerne l'utilisation de fibres amyloïdes conductrices d'ions hydroniums, ou de fils comprenant une pluralité de fibres amyloïdes conductrices d'ions hydroniums, pour générer une énergie électrique à partir d'une atmosphère environnante humide. Est également concerné un dispositif comprenant de tels fibres ou fils

Unidirectional Perpendicularly Aligned Lamella-Structured Oligosaccharide (A) ABA Triblock Elastomer (B) Thin Films Utilizing Triazolium + /TFSI – Ionic Nanochannels

International audienc

Microwave-Assisted Synthesis of β- N -Aryl Glycoamphiphiles with Diverse Supramolecular Assemblies and Lectin Accessibility

International audienceGlycoamphiphiles have attracted considerable interest in a broad range of application fields owing to their solution and bulk-state self-assembly abilities. Despite their importance, the straightforward synthesis of glycoamphiphiles consisting of a hydrophilic carbohydrate linked to a hydrophobic aglycone remains one of the major challenges in glycosciences. Here, a rapid, simple, and efficient synthetic access to chemically stable glycoamphiphiles at physiological pH, namely, N-(β-d-glycosyl)-2-alkylbenzamide, is reported. It leverages the nonreductive amination of unprotected carbohydrates with ortho-substituted aniline derivatives which could be readily obtained by reacting commercially available primary alkylamines with isatoic anhydride. This strategy avoids protection and deprotection of sugar hydroxyl groups and the use of reductive agents, which makes it advantageous in terms of atom and step economy. Moreover, in order to circumvent the cons of classical N-aryl glycosylation, we investigate the use of microwave as a heat source that provides fast, clean, and high-yield β-N-arylation of unprotected carbohydrates. Their self-assembly into water led to multiple morphologies of dynamic supramolecular glycoamphiphiles that were characterized to assess their ability to bind to lectins from pathogenic bacteria. Biophysical interactions probed by isothermal titration microcalorimetry revealed micromolar affinities for most of the synthesized glycoamphiphiles