Impact de la chimie de surface sur les interactions supramoléculaires stimuli-sensibles

Cette thèse explore le rôle de la chimie de surface dans l’assemblage supramoléculaire sensible aux stimuli, avec un accent particulier sur les interactions hôte–invité redox-sensibles et sur les polymères thermosensibles.Dans une première partie, nous avons étudié les interactions hôte–invité entre des groupements ferrocène greffés sur des surfaces et des sondes de β-cyclodextrine en solution. L’analyse par QCM-D et électrochimie a révélé que la méthode de greffage, la nature du linker reliant le ferrocène à la surface et la densité en ferrocène déterminent non seulement les propriétés redox des monocouches, mais aussi la stabilité, la spécificité et la réversibilité de la complexation hôte/invité. L’étude a été étendue aux interactions multivalentes entre des monocouches de ferrocène et des polymères fonctionnalisés avec des unités β-cyclodextrine, mettant en évidence le rôle central de la chimie de surface dans l’efficacité et la réversibilité de l’assemblage multivalent.Dans une deuxième partie, nous avons approfondi l’effet de la chimie de surface sur certaines caractéristiques spécifiques des interactions multivalentes telles que la super-sélectivité, c’est-à-dire la capacité de sondes multivalentes à distinguer de manière marquée différentes densités de récepteurs de surface. L’approche expérimentale développée, basée sur le modèle β-CD/Fc et combinant QCM-D, SPR et ellipsométrie spectroscopique, a permis une étude élargie du phénomène de super-sélectivité par l’analyse de la cinétique de la liaison multivalente. L’impact d’autres paramètres de chimie de surface, tels que la nature du linker ou la présence de molécules diluantes, a également été évalué, avec des résultats préliminaires prometteurs.Le troisième chapitre décrit le développement de surfaces modèles basées sur des bicouches lipidiques supportées, des monocouches auto-assemblées et la chimie streptavidine, afin d’étudier le rôle de la chimie de surface sur le comportement des polymères thermosensibles. L’impact de la mobilité latérale, de la densité de polymères en surface et d’autres caractéristiques (nature, masse molaire) a été caractérisé par QCM-D, ellipsométrie, microscopie confocale et FRAP. Ces approches complémentaires nous ont permis de relier les propriétés structurales et dynamiques de l’interface à la contraction, à la déshydratation et à l’agrégation bidimensionnelle des chaînes polymères.Ce travail met en évidence l’importance de la chimie de surface dans l’assemblage supramoléculaire : des facteurs tels que la flexibilité des linkers, la densité et la mobilité moléculaires ont un impact majeur sur la réponse collective des molécules aux stimuli. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la conception de systèmes supramoléculaires et bio-inspirés à haute spécificité et précision, avec des applications potentielles en science des matériaux et en biotechnologie