Ingénierie macromoléculaire par auto-assemblage : formation, manipulation et pérennisation de nano-matériaux et nano-objets à base de polypeptides

Aujourd'hui, l'un des défis majeurs à relever, tant dans le domaine de la physique que de la chimie ou de la science des matériaux, est de trouver le moyen de synthétiser des molécules ou macromolécules capables de s'auto-organiser pour construire des super-structures fonctionnelles possédant des propriétés des plus sophistiquées, l'objectif ultime étant de mimer les structures extrêmement complexes, élaborées par la nature, dans les systèmes biologiques notamment (protéines, membranes cellulaires). C'est dans cet optique que l'objectif de cette thèse a été fixé, dans le sens de la construction et de la caractérisation de nano-structures originales et "habiles" ou "intelligents", à la fois stimulables et à persistance de forme via l'auto-assemblage de copolymères diblocs. Cet objectif a en grande partie été atteint, en mettant en place un procédé pour la synthèse de copolymères "hybrides" (synthétiques-peptidiques; polybutadiene-b-poly(glutamate de benzyle) et polybutadiene-b-poly(acide glutamique)) en combinant polymérisation par voie anionique et par ouverture de cycle, puis pour l'étude et la caractérisation des structures formées par auto-assemblage de ces copolymères tant en masse qu'en solution, et enfin pour la construction de nano-objets stimulables et à persistance de forme. Ce travail constitue, à notre connaissance, l'une des premières preuves de la faisabilité d'une telle démarche et, met en évidence la nécessité d'utiliser des techniques complémentaires pour atteindre cet objectif.One of the fascinating subjects in areas such as material science, nanochemistry and biomimetic chemistry is concerned with the creation of supramolecular architectures with well defined shapes and functions. The aim of this work was the design and characterisation of original and "smart nanostructures", that is to say "shape persistent stimuli-responsive nano-structures" using dibloc copolymer self assembly process. This manuscript first reports on the synthesis of peptide based dibloc copolymers polybutadiene-b-poly(g-benzyl L-glutamate) and polybutadiene-b-poly(glutamic acid) using anionic and ring opening polymerizations, then on the study and characterization of self assembled structures obtained in bulk and in solution, and finally on the preparation of shape persistent stimuli-responsive nano-objects. To our knowledge, this work is one of the very first evidences this sophisticated systems can be achieved using self assembly and point out the necessity of using a wide range of complementary techniques in order to succeed in their complete characterisation

Ingénierie macromoléculaire par auto-assemblage (formation, manipulation et pérennisation de nano-matériaux et nano-objets à base de polypeptides)

Aujourd'hui, l'un des défis majeurs à relever, tant dans le domaine de la physique que de la chimie ou de la science des matériaux, est de trouver le moyen de synthétiser des molécules ou macromolécules capables de s'auto-organiser pour construire des super-structures fonctionnelles possédant des propriétés des plus sophistiquées, l'objectif ultime étant de mimer les structures extrêmement complexes, élaborées par la nature, dans les systèmes biologiques notamment (protéines, membranes cellulaires). C'est dans cet optique que l'objectif de cette thèse a été fixé, dans le sens de la construction et de la caractérisation de nano-structures originales et "habiles" ou "intelligents", à la fois stimulables et à persistance de forme via l'auto-assemblage de copolymères diblocs. Cet objectif a en grande partie été atteint, en mettant en place un procédé pour la synthèse de copolymères "hybrides" (synthétiques-peptidiques; polybutadiene-b-poly(glutamate de benzyle) et polybutadiene-b-poly(acide glutamique)) en combinant polymérisation par voie anionique et par ouverture de cycle, puis pour l'étude et la caractérisation des structures formées par auto-assemblage de ces copolymères tant en masse qu'en solution, et enfin pour la construction de nano-objets stimulables et à persistance de forme. Ce travail constitue, à notre connaissance, l'une des premières preuves de la faisabilité d'une telle démarche et, met en évidence la nécessité d'utiliser des techniques complémentaires pour atteindre cet objectif.One of the fascinating subjects in areas such as material science, nanochemistry and biomimetic chemistry is concerned with the creation of supramolecular architectures with well defined shapes and functions. The aim of this work was the design and characterisation of original and "smart nano-structures", that is to say "shape persistent stimuli-responsive nano-structures" using dibloc copolymer self assembly process. This manuscript first reports on the synthesis of peptide based dibloc copolymers polybutadiene-b-poly(g benzyle-L-glutamate) and polybutadiene-b-poly(glutamic acid) using anionic and ring opening polymerizations, then on the study and characterization of self assembled structures obtained in bulk and in solution, and finally on the preparation of shape persistent stimuli-responsive nano-objects. To our knowledge, this work is one of the very first evidences this sophisticated systems can be achieved using self assembly and point out the necessity of using a wide range of complementary techniques in order to succeed in their complete characterisation.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF