Etude multi-échelle de films minces photomécaniques basés sur l’assemblage supramoléculaire de photochromes bistables et d’élastomère thermoplastique

Le domaine des matériaux polymères mécaniquement déformable sous illumination est à l’heure actuelle en pleine expansion. Ces matériaux à base de molécules photochromiques sont capables de restituer sous forme de travail mécanique l’énergie lumineuse en l’absence de tout contact avec l’environnement. Les dithiényléthènes, connus pour leur stabilité thermique et leur résistance à la fatigue, sont parmi les molécules présentant une réponse photomécanique, les plus intéressantes. Lors d’une irradiation alternée entre les lumières UV et visible, une variation de volume moléculaire induit par un changement de forme ouverte à forme fermée de la molécule au cours de la réaction photochromique (électrocyclisation carbone-carbone) donne lieu à des effets photomécaniques. Afin de développer des actionneurs polymères sensible à lumière, notre étude concerne de nouveaux systèmes basés sur le mélange d’un dérivé de dithiényléthène (dithiényléthènes fonctionnalisés par des groupements uréidopyrimidinones notés DTE-UPy) et d’un élastomère thermoplastique (poly(éthylène-co-butylène) fonctionnalisé par les mêmes groupements ureidopyrimidinones noté PEB-UPy). En solution, le système DTE-UPy/PEB-UPy conduit à un assemblage supramoléculaire où les sous-unités (UPy) sont reliées entre elles par des liaisons hydrogènes quadripolaires. Les films minces sont élaborés en utilisant différentes techniques telles que le "drop-casting" ou le "melt-molding". Sous illumination, une réponse photomécanique du film est observée. L’objectif de cette étude est d’établir une corrélation entre les propriétés photophysiques, structurales, morphologiques et mécaniques responsables des déformations micro- et macroscopiques. An increasing attention has been paid to photo-deformable polymeric materials that can convert light energy into mechanical energy without contact or electrical wires, using photo-responsive molecules. Dithienylethenes known for their thermal stability and their fatigue resistance are one of the most studied compounds that exhibit photomechanical response. Upon alternating irradiation with UV and visible light, a variation of the molecular volume occurs between open- and close-ring of the molecules during the photochromic reaction (carbon-carbon electrocyclization) which induces photomechanical motions. In order to develop a light-driven polymer actuator, we investigate a novel system based on the mixture of a derivative dithienylethenes (ureidopyrimidinone-functionalized dith