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Stefak, Roman. Synthèse de machines moléculaires pour le contrôle de mouvements de rotation et de translation

Stefak, Roman (2013). Synthèse de machines moléculaires pour le contrôle de mouvements de rotation et de translation.

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Résumé en francais

Cette thèse s'inscrit dans le domaine des nanosciences. Ce manuscrit présente les travaux réalisés dans le but de mieux comprendre les mouvements de rotation et de translation enregistrés au sein de molécules lorsque celles-ci sont manipulées à l'échelle de la molécule unique. Nous avons tout d'abord étudié la dissymétrisation du stator (partie inférieure du moteur) par deux groupements biphénylènes. Ce fragment a été choisi par analogie avec le sexiphényle qui peut se déplacer sur une surface dans un mouvement analogue à une reptation, les deux groupements biphénylènes devant permettre à la molécule de se déplacer sur une surface via l'excitation par la pointe STM. Dans cette synthèse, l'intermédiaire bipodal incorporant les biphénylènes a été obtenu, mais la troisième sous-unité indazole n'a pas pu être intégrée pour conduire au tripode dissymétrique. Inspiré du design du moteur moléculaire préparé précédemment dans l'équipe, nous avons ensuite étudié la dissymétrisation du rotor (partie supérieure du moteur) par un marqueur azoté pour faciliter le suivi de la rotation du rotor lorsque celle-ci est induite par l'action de la pointe du STM. Le but est d'utiliser ce rotor à cinq pales comme roue crantée, d'en aligner plusieurs comme des trains d'engrenage et d'induire le transfert de rotation d'une molécule à sa voisine. La dernière partie de cette thèse présente la synthèse d'une nouvelle famille de rotors basée sur l'architecture de complexes de type 'double-decker'. La partie supérieure est constituée d'un ligand porphyrine portant un fragment donneur et un fragment accepteur afin d'obtenir une molécule possédant un dipôle permanent estimé à 8 Debye pour contrôler sa rotation par le champ électrique induit par la pointe STM. Ce rotor est supporté par une naphtalocyanine d'europium afin que le rotor n'interagisse pas avec la surface. Ainsi, un complexe hétéroleptique d'europium a été synthétisé et entièrement caractérisé. Les molécules ont été étudiées à l'état de monocouche sur du Cu(111) à 80 K et à l'échelle de la molécule unique sur de l'Au(111) à 5 K à l'aide d'un STM sous ultra-vide. Des comportements d'interrupteur, de rotation libre ou synchronisée ont pu être mis en évidence en fonction de la tension du courant tunnel.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Rapenne, Gwénaël
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR 8011
Mots-clés libres :Translation - Rotation - Ruthénium - Engrenages - Rotor dipolaire - Porphyrine - Double-decker
Sujets :Chimie
Déposé le :17 Mar 2014 12:06