Études sur la synthèse et les propriétés optiques de nanohybrides composés de nanotubes et de colorants organiques encapsulés

Les nanotubes sont des objets possédant des diamètres nanométriques et des longueurs pou-vant atteindre plusieurs micromètres. Ils sont bien adaptés pour le développement de ma-tériaux hybrides ; en particulier, ils possèdent une cavité intérieure vide permettant l'en-capsulation de différents composés. Cette approche permet l'établissement d'une plateforme versatile où le nanotube et le composé encapsulé peuvent être judicieusement choisis pour des applications spécifiques. Parmi la gamme de composés disponibles pour l'encapsulation, les colorants organiques sont particulièrement prometteurs pour le développement d'agents de contraste en imagerie optique. De plus, le confinement dans la cavité intérieure des nano-tubes force l'organisation des molécules et offre un cadre idéal pour l'étude de l'agrégation. Par contre, le mécanisme d'encapsulation est méconnu, ce qui limite l'application effective des nanohybrides. Cette thèse s'intéresse à clarifier certains aspects du processus d'encapsulation pour faciliter la conception de nanohybrides possédant des propriétés connues et contrôlées. Premièrement, nous capitalisons sur l'étanchement de la fluorescence des colorants encapsulés dans les nanotubes de carbone à simple paroi (SWCNTs) ainsi que sur leur réponse Raman robuste et unique pour l'étude du processus d'encapsulation. Pour ce faire, nous utilisons l'imagerie Raman qui permet la confirmation visuelle de l'encapsulation par l'étude des si-gnatures Raman spécifiques associées aux molécules et aux SWCNTs. Un système modèle composé d'un colorant, le –-sexithiophène (6T), et de SWCNTs longs (> 30 µm) est utilisé. Les SWCNTs sont déposés sur des substrats avec des marqueurs de position et peuvent être facilement traités par procédés de microfabrication. En combinant la lithographie par faisceau d'électrons (EBL) et la gravure ionique réactive (RIE), des nanotubes de longueur contrôlée sont obtenus. Cette méthode nous permet d'observer de manière préliminaire l'entrée des molécules ainsi que l'impact de la longueur du nanotube sur l'encapsulation. Nous trouvons que l'encapsulation est majoritairement effectuée par les bouts ouverts des nanotubes. De plus, tel qu'attendu, les nanotubes plus courts présentent une intensité moyenne plus élevée que les nanotubes plus longs à temps d'encapsulation fixe. Nous démontrons également que les interactions 6T/SWCNTs sont faibles et que les molécules peuvent diffuser à l'intérieur du nanotube sur de grandes longueurs.