The Biopigment Eumelanin in the Sustainability Challenge: Interfaces With Metal Electrodes, UV-Absorption Enhancement of Plastics and its Biodegradability

L'Organisation des Nations Unies (ONU) définit le développement durable comme la capacité d'une génération de satisfaire ses propres besoins « sans compromettre la possibilité des générations suivantes de satisfaire les leurs ». Le domaine de l'électronique est marqué par la croissance effrénée des déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) et par l'épuisement des ressources nécessaires à la fabrication des EEE. L'utilisation de matériaux organiques (constitués de carbone) naturels (biosourcés), biodégradables et traités à l'aide de solvants non toxiques, est alors une solution à considérer pour réduire l'empreinte écologique de l'électronique. L'eumélanine, sous-catégorie noire/marron de la mélanine (pigment omniprésent dans la faune et la flore), présente une absorption optique étendue sur les spectres ultraviolet (UV) et visible, une réponse électrique dépendante du niveau d'hydratation, des propriétés de chélation des métaux et de piégeage des radicaux ainsi qu'une structure moléculaire qui comporte des groupements fonctionnels redox. L'eumélanine est donc un matériau prometteur dans l'électronique organique verte. L'électronique organique utilise des matériaux conducteurs ou semiconducteurs à base de carbone, qui présentent une alternance de liaisons simples et doubles carbone-carbone (systèmes conjugués). Ces matériaux, outre leur flexibilité mécanique, peuvent être traités en solution. Les dispositifs à base de matériaux organiques se distinguent, par conséquent, par leur faible énergie intrinsèque (l'énergie consommée pendant leur fabrication), comparés à la majorité des dispositifs à base de matériaux inorganiques pour lesquels le processus de fabrication implique de hautes températures et des très baisses pressions (vide élevé). Les efforts pour rendre le développement plus durable concernent aussi les matériaux organiques isolants (plastiques) pour les emballages et leurs additifs nécessaires pour améliorer certaines propriétés telles que la stabilité thermique et l'absorption des rayons UV. Le coeur de cette thèse est consacré à l'étude de plusieurs propriétés fonctionnelles de l'eumélanine dans le cadre d'une utilisation potentielle dans les technologies liées à l'électronique organique verte ainsi que dans le domaine des additifs plus respectueux de l'environnent pour les plastiques. Le Chapitre 1 présente la mélanine, avec une attention particulière portée à l'eumélanine et ses propriétés.