Module II
Module II
Mécanique monomoléculaire de polymères dendronisés
Single-molecule mechanics of dendronized polymers
Ce projet investigue à l’aide du microscope à force ato mique les propriétés mécaniques de polymères isolés ré gulièrement ramifiés – dits dendronisés – qui pourraient s’utiliser comme composants de valves monomoléculaires.
This project investigates the mechanical properties of individual dendronized (i.e. repeatedly and regularly branched) polymers with atomic force microscopy (AFM). Such polymers might represent ideal building blocks for single molecule valves.
Arrière-plan_La miniaturisation fait partie intrinsèque de la
Background Miniaturization is a vital goal of nanotechnology. In order to build functional structures on the nanometer scale, very small building blocks are needed. Interesting building blocks are individual polymer chains, which could be used to open or close microscopic valves or drive molecular motors. However, hardly any polymers are known of which the me chanical properties can be tuned systematically. Dendronized polymers are similar to simple, linear polymers, but they have very branched and bulky side-chains, which are called den drons. These dendrons are densely packed along the chain, making the polymer strongly responsive to a variety of exter nal parameters.
nanotechnologie. Pour produire des structures fonctionnelles à l’échelle du nanomètre, il faut disposer de composants de très petite taille. Des chaînes de polymères isolées pourraient fournir de tels composants, utilisables par exemple pour actionner des valves microscopiques ou des moteurs molé culaires. On ne connaît toutefois guère de polymères dont les propriétés mécaniques puissent être systématiquement mo difiées. Les polymères dendronisés ressemblent à des polymères linéaires, mais ils présentent des chaînes latérales volumineuses et ramifiées que l’on appelle dendrons. Ces dendrons sont disposés de manière dense le long de la chaîne de sorte que ces polymères réagissent fortement aux modifi cations de paramètres externes variés.
But_Ce projet a pour but d’étudier des polymères régulière ment ramifiés – dits dendronisés – dont on attend que les propriétés élastiques puissent être contrôlées au moyen de pa ramètres externes tels que, par exemple, la température ou la composition de la solution dans laquelle ils sont immergés.
Portée_Des polymères dendronisés avec des groupes fonc tionnels correspondants seront synthétisés à l’aide de procé dés nouveaux mais cependant éprouvés, puis les propriétés mécaniques de ces polymères seront étudiées à l’aide du microscope à force atomique (AFM). L’avantage particulier des polymères dendronisés réside dans la variabilité des dendrons qui permet d’obtenir des polymères de diamètre et de rigidité variés. De cette façon, il sera possible d’établir une relation systématique entre les propriétés mécaniques et la structure chimique de ces polymères. Cette nouvelle appro che devrait permettre de franchir une nouvelle étape dans le développement de la nanotechnologie.
Application_Les nouveaux composants que ce projet se pro pose de développer peuvent conduire à de nouvelles applica tions des polymères dendronisés dans des microvalves et des moteurs moléculaires.
Aim_The aim of this project is to explore dendronized (i.e. repeatedly and regularly branched) polymers, where one ex pects that their elastic properties could be substantially modified through external parameters, such as temperature or solution composition. Significance_In this project, the dendronized polymers with appropriate functional groups will be synthesized accord ing to novel, but tried and verified methods. The mechanical properties of individual dendronized polymers will be studied by atomic force microscopy (AFM). The particular advantage of dendronized polymers is their availability in different dendron “generations”, leading to different cross-sectional diameters and stiffness. In this fashion, it will be possible to systematically elaborate relations between their mechanical properties and their chemical structure. We expect a signifi cant development step in nanotechnology through this novel approach.
Application_The building blocks designed and synthesized in this project will allow to pursue novel applications of den dronized polymers as single molecule elements, e.g. in actua tors or molecular motors.
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