Capteurs à base de polymères organophosphorés – PolyPCS

La recherche centrée sur les matériaux fonctionnels constitue une des priorités stratégiques majeures pour nos sociétés. La conception rationnelle et la synthèse de nouveaux matériaux moléculaires connaissent un essor très important car les matériaux moléculaires disposent de propriétés physiques en adéquation avec le cahier des charges des dispositifs opto-électroniques et électroniques. Dans ce cadre, la recherche concernant les matériaux moléculaires organiques pi-conjugués a attiré une énorme attention. Les études des relations structures-propriétés permettent d’obtenir des matériaux organiques remplissant ces cahiers des charges. Une manière de moduler les propriétés consiste à incorporer des hétéroatomes au sein des matériaux moléculaires pi-conjugués, particulièrement sous le forme d’hétérocycles azotés et soufrés. Tandis que de tels cycles, tels que le pyrrole (azote) et le thiophène (soufre) sont de plus en plus employés comme unités moléculaires de base pour la synthèse de matériaux moléculaires pour l’optoélectronique et l’électronique organique (pour des transistors à effet de champ sur couche mince (OFETs) et des cellules photovoltaïques (OPVs)), une attention bien moindre a été attachée aux hétérocycles correspondant contenant du phosphore (tels que le cycle phosphole et ses dérivés) présentant néanmoins des propriétés électroniques très intéressantes. Ainsi, une propriété clef de telles sous-unités phosphorées réside dans la réactivité très large et diversifiée offerte par les centres phosphorés, permettant la génération rapide d’une grande variété de structures. L'objectif de ce projet est de développer des oligomères et des polymères incorporant un ou plusieurs atomes de phosphore afin de les utiliser comme matériaux actifs dans un OFET. En fonction du design moléculaire utilisé, nous évaluerons les capacités des OFETs à détecter des pesticides organophosphorés et des substituts d'armes de destruction massive. Des méthodologies de synthèse optimisées pour la préparation des monomères, des oligomères et des polymères organophosphorés seront mises au point permettant d’obtenir des quantités suffisantes pour le développement de dispositifs. Les propriétés d’absorption, de photoluminescence et électrochimiques seront étudiées. Cela fournira des informations importantes quant à la nature énergétique de l’état excité, la modulation de l’écart HO-BV, et de leurs propriétés de communication électronique et de transfert de charge. Finalement, ces dérivés organophosphorés seront intégrés dans un transistor à effet de champs pour cibler la détection de pesticides organophosphorés et de substituts d'armes de destruction massive. Un focus particulier sera mis sur la mise en forme des oligomères et des polymères.