Auto-assemblage induit par polymérisation (PISA) (synthèse de nano-fibres)

Permanents

Jutta Rieger, Fanny Coumes, François Stoffelbach

L’auto-assemblage induit par la polymérisation (PISA) est aujourd’hui une technologie bien établie qui repose sur l’extension d’une chaîne réactive solvophile dans des conditions de polymérisation hétérogènes. Un copolymère à blocs amphiphile est généré et l’auto-assemblage se produit en même temps que la croissance du bloc solvophile.

Dans le groupe, nous utilisons cette technologie pour :

• produire des dispersions très concentrées de nanoparticules de morphologies variées (sphères, fibres et vésicules), en particulier des nanofibres (voir la sous-section : Templated PISA)
• concevoir des copolymères amphiphiles en phase aqueuse (voir section : Architectures complexes par polymérisation radicalaire par désactivation réversible (PRDR) (dans l’eau))
• synthétiser des latex auto-stabilisés (voir section : Latex sans tensioactif libre)

Financement

• ANR PISA for films
• ANR Dynamic PISA
• Contrats industriels

Publications

• Polymerization-Induced Self-Assembly: From Macromolecular Engineering Toward Applications, F. Coumes, F. Stoffelbach and J.Rieger, Macromolecular Engineering: From Precise Synthesis to Macroscopic Materials and Applications, 2022, Wiley.
• RAFT-Mediated Polymerization-Induced Self-Assembly, F. D’Agosto, J. Rieger, M. Lansalot, Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 8368.
• Templated PISA : driving polymerization induced self-assembly towards fiber morphology, G. Mellot, J-M. Guigner, L. Bouteiller, F. Stoffelbach, J. Rieger, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 3173.
• Guidelines for the Synthesis of Block Copolymer Particles of Various Morphologies by RAFT Dispersion Polymerization, J. Rieger, Macromol. Rapid Commun., 2015, 36, 1458.

« Templated-PISA » et utilisation des nanofibres

Les nanofibres ont de nombreuses applications potentielles, par exemple comme modificateurs rhéologiques, comme stabilisants de surface ou pour des applications biomédicales. Elles peuvent être obtenues par auto-assemblage induit par polymérisation (PISA), mais seulement dans des conditions expérimentales très restreintes.

Dans le cadre du projet ANR “PISAforFilms“, notre groupe a développé une méthode robuste appelée “Templated PISA” pour élargir la fenêtre étroite dans laquelle les nanofibres peuvent être obtenues expérimentalement par PISA. Cette méthode repose sur l’introduction d’un groupement supramoléculaire, un motif bis-urée permettant la formation de liaisons hydrogène, dans l’agent de transfert de chaînes macromoléculaires par addition-fragmentation réversible (RAFT), qui oriente la morphologie des nano-objets produits par PISA RAFT vers la morphologie fibre.