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Despite the rapid growth in nanotechnology, very little is known about the unintended health or environmental effects of manufactured nanomaterials. The development of nanotechnology risk assessments and regulations requires quantitative information on the potential for exposure to nanomaterials. In addition, to facilitate life-cycle assessments and inhalation toxicology studies, robust methods are needed to generate aerosolized engineered nanoparticles. We conducted a set of field studies to measure the fine particle mass concentrations (PM2.5) as well as nanoparticle number concentrations and size distributions in two nanomaterial manufacturing facilities. Measurements were performed near the reactor, in the breathing zone, and at a background site. Increases in PM2.5 and particle number concentrations were associated with physical handling of nanomaterials. The highest PM2.5 concentration observed was 2700 ug m-3 during sweeping of the reactor in the commercial plant. In most cases, an increase in the number of sub-100 nm particles accounted for the increase in total number concentrations. The results of this research can be used to develop guidelines for workplace regulations to minimize workers' exposure to nanoparticles. Furthermore, we used an atomizer to aerosolize C60 aggregates from a fullerene-water suspension. Measurement of particle size distributions and number concentrations showed that increasing the initial fullerene concentration resulted in increased number of aerosolized particles, while the average size of particles remained relatively constant. To return the aerosolized fullerenes into water, we passed the aerosol sample through an impinger. Reducing the flow rate through the impinger resulted in an increase in the collection efficiency of airborne nanoparticles. / Master of Science

La présente thèse décrit la synthèse de briques de base de fullerènes pour la préparation de dispositifs moléculaires photoactifs combinant C60 et porphyrines. La cycloaddition alcyne-azoture catalysée au cuivre (I) a été utilisée comme outil de synthèse pour la préparation des dérivés C60 complexes.L’utilité synthétique de synthons C60 a été montrée avec la préparation d’édifices moléculaires complexes présentant des propriétés spécifiques pour diverses applications. Ainsi, un système photoactif flexible combinant C60 et porphyrine a été synthétisé. Cependant la flexibilité de l’espaceur liant les sous-unités de ce composé conduit à des variations de structurales importantes et complique ainsi l’analyse des études photophysiques.Dans ce contexte, nous nous sommes proposé dans une première partie de la présente thèse de parfaitement contrôler l’orientation et la distance des différentes sous-unités au sein de systèmes C60-donneurs. Afin de répondre à ce besoin, nous avons construit une brique de base de C60 rigide ayant un groupe azoture aromatique. Ainsi, la réaction « click » avec un phénylacétylène conjugué au groupement donneur conduit à un espaceur rigide entre les deux sous-unités.La deuxième partie de ce travail a été consacrée à la synthèse d’hexa-adduits du C60 portant différents groupements fonctionnels. Une méthode de synthèse permettant de préparer des hexa-adduits du C60 fonctionnalisés a été mise au point au laboratoire.Cette stratégie a été modifiée et des composés de C60 comportant dix fonctions azotures et une fonction alcyne protégée ont été synthétisés; dans ce cas il est possible d’introduire dans un premier temps par une réaction click dix groupes fonctionnels. Et dans un second temps; après déprotection de la fonction alcyne, une seconde réaction de click permet alors de greffer un fonctionnel différent. / The present PhD thesis manuscript is focused on the use of fullerene building blocks for the preparation of photoactive molecular devices combining C60 and porphyrins. Cu(I) Catalyzed alkyne-azide cycloaddition was used as a synthetic tool for the preparation of complex C60 derivatives. Specifically, in the first part (Chapter II-B), a flexible fullerene-porphyrin triad has been developed and the photophysical studies were performed. The flexible linker between the fullerene core and the azide groups prevented any conformational control on the relative orientation and distance between the two photoactive subunits connected together. This prompted the development of an analogous building block in which the azide unit is directly connected to the bridging phenyl ring (Chapter II-C). In this way, the click reaction with porphyrin-alkyne derivatives give access to hybrid systems with a controlled relative orientation of the two moieties. This is of fundamental importance for a better understanding of the structural parameters affecting the electron and/or energy transfer kinetic in such dyads.In the second part (Chapter III), a fullerene hexaadduct scaffold is used to build up sophisticated multiporphyrin systems for various applications. The preparation of these multi-chromophoric ensembles relies on the click-click approach developed in our group.