Pérylène imide comme motif associatif supramoléculaire pour former des nanostructures polymères d'ordre supérieur dans l'eau

Ces dernières années, les matériaux organiques π-conjugués ont suscité un vif intérêt pour des applications optoélectroniques, en raison de leur modularité structurale, de leur durabilité, ainsi que de leur capacité à produire des dispositifs flexibles. Leurs propriétés peuvent être ajustées via un processus précis d'auto-assemblage, permettant une organisation optimale du matériau. Le principal défi consiste généralement à préparer de telles nanostructures π-conjuguées à l'aide de méthodes respectueuses de l'environnement, incluant l'utilisation de l'eau comme solvant. Parmi les matériaux π-conjugués, les fluorophores à base de pérylène imide se distinguent par leur grande stabilité thermique et photochimique, mais aussi par leur capacité à former des structures supramoléculaires grâce à des robustes interactions π-π. Dans ce contexte, nous avons incorporé un motif associatif de type pérylène imide dans des chaînes polymères hydrosolubles par polymérisation radiculaire par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (RAFT). Ce motif associatif a pour but de favoriser l'assemblage de ces polymères sous forme de morphologies bien définies dans l'eau. Nous avons démontré ce concept en fonctionnalisant des poly(acrylamide de N,N-diméthyle)s hydrophiles avec une unité pérylène diimide au cœur de la chaîne, permettant la formation de nanorubans par simple dissolution dans l'eau. Ensuite, nous avons modifié la position de l'unité pérylène en la localisant à une extrémité de la chaîne polymère, puis sur la chaîne latérale. Cela a entraîné des modifications de la morphologie obtenue, notamment avec la formation de cylindres et de structures lamellaires. De manière générale, nous avons utilisé la spectroscopie UV/Vis et de fluorescence comme outils pour comprendre l'agrégation du pérylène et étudier la présence d'agrégats de type H ou HJ. Enfin, nous avons étudié la possibilité d'incorporer les unités pérylènes par PISA (auto-assemblage induit par la polymérisation) en milieu aqueux afin de réduire le nombre d'étapes nécessaires à l'obtention de telles nanoparticules, tout en produisant ces objets à des concentrations plus élevées.