Bryan Beckingham
Établissement d'origine
Auburn University - US
Laboratoire d'accueil
Interfaces confinement matériaux et nanostructures (ICMN) - CNRS / Université d'Orléans - FR
Hôte scientifique
Christophe Sinturel
PROJET
Tirer parti de la possibilité de réglage des gradients de copolymères lors de la synthèse des polymères pour faire progresser la compréhension de l'auto-assemblage des polymères dans des géométries confinées
L'auto-assemblage de matériaux polymères offre une voie rentable pour la préparation de matériaux avec des nanostructures bien définies (1-100 nm). En raison de leur capacité à s'auto-assembler, les copolymères à blocs sont une classe de matériaux utile et importante utilisée dans un large éventail d'applications, notamment les cristaux photoniques, les membranes conductrices d'ions, la microfluidique, l'administration de médicaments, les capteurs et les membranes nanoporeuses, ainsi que les modèles pour l'organisation des nanodots et des nanofils. Les relations entre la chimie, l'architecture et la thermodynamique des copolymères à blocs sont essentielles pour comprendre le comportement d'auto-assemblage en vue de concevoir des matériaux avec des propriétés cibles. Ce programme de recherche Le Studium étudiera l'impact de l'incorporation d'un copolymère à gradient dans l'architecture du copolymère à blocs pour permettre un contrôle supplémentaire de l'auto-assemblage dans les couches minces de polymères. Nous étudierons également comment ces couches minces peuvent être exploitées pour fabriquer des films poreux. L'approche consistera à synthétiser des copolymères à blocs et à gradient de blocs avec une masse molaire et une structure de gradient contrôlées, puis à utiliser ces matériaux pour créer des couches minces de polymères afin d'étudier le processus d'auto-assemblage, notamment lors d’exposition à des vapeurs de solvant. Enfin, des films polymères minces à porosité contrôlée seront préparés par extraction objectifs principaux. Le premier est de faire progresser la compréhension des procédés fondamentaux d'auto-assemblage et de réorganisation par recuit solvant-vapeur dans le cas de copolymères à gradient. Un deuxième objectif est de tirer parti de ce contrôle pour fabriquer des couches minces de polymères poreux avec une morphologie contrôlée et de les exploiter pour réaliser des nanostructurations de surface.
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Publications
Final reports
Self-assembly of polymer materials provides a cost-effective route to preparation of materials with well-defined nanostructures (1-100 nm). Due to their ability to self-assemble, block copolymers are a particularly useful and important class of materials utilized in a wide range of applications including photonic crystals, ion conducting membranes, microfluidics, drug delivery, sensors, and nanoporous membranes, and templates for the organization of nanodots and nanowires. However, relationships between block copolymer chemistry, architecture, and thermodynamics are critical for understanding self-assembly behavior towards designing materials with target properties. This research investigated the impact of incorporation of a gradient copolymer within the block copolymer architecture for enabling additional control over self-assembly behavior in polymer thin films and how these polymer thin films can be leveraged to fabricate porous thin polymer films. Block and and block-gradient copolymers were synthesized with controlled molecular size and gradient structure and their thin film structures evaluated using atomic force microscopy towards understanding relationships between the macromolecular structure and formed morphologies in thin films.