Nanomatériaux innovants chélatants : élaboration, caractérisation et potentiels

Heavy metals (radionuclide and rare earth metals) play crucial roles in the contemporary lifestyle, particularly in green and clean energy technologies. Since they have unique physical, chemical, magnetic and luminescent proprieties, these “vitamins of modern industry” are used in variety of sectors such as electric and hybrid vehicles, super magnets, rechargeable batteries, and catalysis. Day-by-day, the increase of the concentration of these metals in water due to natural and anthropogenic activities, led to an increased environmental impact and water pollution. In this context, the aim of this project was to come up with new innovative polymeric materials, capable of decontaminate aqueous media from heavy metals.copper metalloprotein was successful.During this thesis, two different polymeric systems have been prepared: Core-shell nanoparticles and star polymers. These new materials have been synthesized from a monomer derived from dipicolinic acid, using controlled radical polymerization. The present approach includes a study of the self-assembly of a series of a new amphiphilic polystyrene-b-poly(4-vinyldipicolinic acid) diblock copolymers in aqueous solution. Beside, novel star-shaped polymers, with multifunctional calix[6]arene-type initiators were synthesized in the same aim. The success of these new materials in europium trapping in aqueous medium has been confirmed and quantified by using different characterization techniques .
Résumé : Les métaux lourds (radionucléides et terres rares) jouent un rôle crucial dans le mode de vie contemporain, en particulier dans les technologies tournées vers les énergies vertes et propres. Les propriétés physiques, chimiques, magnétiques et luminescentes de ces éléments sont uniques, ces « vitamines de l'industrie moderne » sont utilisées dans divers secteurs tels que les véhicules électriques et hybrides, les aimants, les batteries rechargeables et la catalyse. Jour après jour, la concentration élevée de ces métaux dans l'eau due aux activités naturelles et anthropiques, entraîne une augmentation sur l'impact environnemental et la contamination de l'eau. Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est de proposer de nouveaux matériaux polymères innovants, capables de décontaminer les milieux aqueux.Au cours de cette thèse, deux systèmes polymères différents ont été préparés : des nanoparticules de type cœur-couronne et des polymères en étoile. Ces nouveaux matériaux ont été obtenus à partir d'un monomère dérivés de l'acide dipicolinique par polymérisation radicalaire contrôlée. Les nanoparticules ont été formées suite à l'auto-assemblage d'une série de nouveaux copolymères diblocs polystyrène-b-poly(acide 4-vinyldipicolinique) en solution aqueuse. Les polymères en forme d'étoile ont pour leur part été synthétisés à partir d'amorceurs multifonctionnels de type calix[6]arene. Le succès de ces nouveaux matériaux dans le piégeage d'europium dans un milieu aqueux a été confirmé et quantifié via de nombreuses technique de caractèsatin.