The aim of this work was experimental study of features of high pressure influence onto tows of double-walled and single-walled carbon nanotubes. The structural transitions for carbon nanotubes subjected to external pressure with changes in the cross section of nanotubes were discovered by the method of molecular dynamics simulation and experimentation study. At higher pressures observed polymerization of carbon nanotubes. In the first section, an overview of current concepts about the structure of single-walled and multi-walled nanotubes and their electrical and mechanical properties are shown, as well as the methods of experimental study of the structure and properties are listed. Raman spectroscopy as one of the most sensitive and informative methods of research of carbon materials has been allocated in a separate paragraph. In the "EXPERIMENTAL" basic characteristics and principle of operation of two used in the work settings: press for creation high pressures and the displays system of the Raman confocal microscope WiTecAlpha AR + 300 have been described. The main conclusions:  Features on the curve of the electrical resistance dependence from the pressure of single-walled CNT correspond to known structural transitions in nanotubes related to changes in the cross section of nanotubes, found at 2 and 7 GPa. The pressure of 50 GPa is not critical for the investigated samples of single-walled nanotubes.  Similar features are found on the curve of the pressure resistance of double-walled CNT at 2 and 21 GPa. It was found that the resistance feature of about 24 GPa associated with the destruction of the external nanotubes structure of the double-walled nanotube. Thus, the assumption of a two-stage mechanism of destruction of double-wall CNT large diameter confirmed.  50 GPa pressure is critical for the investigated double -walled nanotubes. Based on the results, it can be concluded about the destruction of the double-walled CNT is happening at a pressure of 50 GPa. Those data allow us to judge the partial polymerization of double-walled CNT reaching the critical pressure of 50 GPa. / Целью работы являлось экспериментальное исследование особенностей воздействия высокого давления на жгуты двустенных и одностенных углеродных нанотрубок. Методами молекулярно-динамического моделирования и экспериментальным путем были обнаружены структурные переходы для углеродных нанотрубок подвергнутых внешнему давлению, связанные с изменением поперечного сечения нанотрубок. При более высоких давлениях наблюдалась полимеризация углеродных нанотрубок. В первом разделе приведен обзор современных представлений о структуре однослойных и многослойных нанотрубок, их электрических и механических свойствах, а также перечислены методы экспериментального исследования их структуры и свойств. В отдельный пункт была выделена спектроскопия комбинационного рассеяния света, как один из наиболее чувствительных и информативных методов исследования углеродных материалов. В разделе «МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА» были описаны основные характеристики и принцип работы двух использовавшихся в работе установок: пресса для создания высоких давлений и системы отображающей конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния WiTecAlpha 300 AR+. Основные выводы работы:  Обнаружены особенности на кривой зависимости электросопротивления от давления одностенных УНТ при 2 и 7 ГПа, соответствующие известным структурным переходам в нанотрубках, и связанные с изменением сечения нанотрубок. Давление 50 ГПа не является критическим для исследованного образца одностенных УНТ.  Обнаружены аналогичные особенности на кривой зависимости сопротивления от давления двустенных УНТ при 2 и 21 ГПа. Было установлено, что особенность сопротивления около 24 ГПа связана с разрушением внешних нанотрубок в структуре двустенных УНТ. Таким образом, подтверждается предположение о двухступенчатом механизме разрушения двустенных УНТ большого диаметра.  Давление 50 ГПа является критическим для исследованных двустенных УНТ. Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод о происходящем разрушении ДУНТ при давлении 50 ГПа. Те же данные позволяют судить о частичной полимеризации двустенных УНТ при достижении критического давления 50 ГПа.

The magnetic properties of three epitaxial La0.7Sr0.3MnO3 films of thickness 5, 15 and 40 nm grown on SrTiO3 (001) substrates were investigated. The structural transition of the SrTiO3 substrate induces a magnetic transition in the manganite films due to magnetoelastic coupling. Below the temperature of the structural transition additional steps in the magnetization reversal characteristics appear characterized by clearly defined coercive fields. These additional coercive fields depend on the cooling history of the sample and are related to the formation of structural domains in the La0.7Sr0.3MnO3 films induced by the substrate.

Les flavonoïdes sont des ingrédients prometteurs pour différentes applications alimentaires et non alimentaires, grâce à leurs propriétés antioxydantes et biologiques. Cependant, la formulation de ces molécules est difficile à réaliser en raison de leur faible solubilité dans la plupart des solvants. Afin de remédier à cette difficulté, l’approche suivie dans cette étude est l’incorporation des flavonoïdes dans des particules à base de biopolymères (protéine-polysaccharide), stables et fonctionnelles. Le principal objectif de cette thèse était d’acquérir des connaissances à différentes échelles d’étude sur les mécanismes d’interaction et d’assemblage entre un flavonoïde, la quercétine, et deux biopolymères,B-lactoglobuline (BLG) et la gomme d’Acacia (AG). Dans une première étape, nous avons pu mettre au point des particules submicroniques (Dh : ~250 nm) de gomme d’Acacia-quercétine (GAQ) possédant une structure assimilée à un assemblage « cœur-couronne » et traduisant un comportement correspondant à celui de particules molles. Dans une seconde étape, nous avons étudié les mécanismes d’assemblage des particules de GAQ avec la BLG à pH 4,2 et à 25 °C. Les paramètres thermodynamiques d’interaction ont été déterminés par calorimétrie de titration isotherme (ITC) et montrent des isothermes de liaison caractérisées par une séquence exothermique-endothermique. Les différentes entités structurales formées durant la complexation entre la GA et la BLG ou la GAQ et la BLG ont été caractérisées en utilisant la même approche par titration que pour l’ITC. Enfin, des mesures par spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourier (FTIR) ont montré une modification de la structure secondaire de la BLG après interaction avec la GA et la GAQ. D’importantes pertes de structures (hélices-α et feuillets-β), encore plus marquées en présence de quercétine / Flavonoids are promising ingredients in food and non food applications through their antioxidative and biological properties. However, their negligible solubility in most solvent renders problematic technological developments. In order to overcome this drawback, the approach followed in this study was the incorporation of flavonoids in stable and functional particles based on biopolymers (protein-polysaccharide). The main objective of this thesis was to acquire knowledge at different scales to study the mechanisms of interaction and linkage between a flavonoid, quercetin, and two biopolymers, B-lactoglobulin (BLG) and Acacia gum (AG). In a first step, we were able to develop submicronic particles (Dh : ~250 nm) of quercetin-Acacia gum (GAQ) based on a core of quercetin and a shell of Acacia gum, reflecting a behavior of soft particles. In a second step, we investigated the assembly mechanisms GAQ with BLG at pH 4.2 and 25 ° C. The thermodynamic parameters of interaction were determined by isothermal titration calorimetry (ITC) and show binding isotherm characterized by an exothermic-endothermic sequence. The various structural entities formed during the complexation between GA and BLG or BLG and GAQ were characterized using the same approach as for the ITC titration. Finally, measurements using infra-red Fourier transform (FTIR) showed changes in the secondary structure of BLG after interaction with the GA and the GAQ. There was a significant loss of secondary structures (α-helices and β-sheets), even more pronounced in presence of quercetin

L’étude des transitions structurales dans les protéines est d’un intérêt crucial car ces transformations sont impliquées dans de nombreux processus biologiques essentiels. De tels phénomènes structuraux peuvent être à l’origine de propriétés remarquables dans les protéines flexibles ou désordonnées, propriétés difficilement accessibles par les techniques structurales usuelles. Le marquage de spin couplé à la spectroscopie de résonance paramagnétique électronique (RPE) est une technique bien adaptée pour l’étude de ces transitions structurales. L’insertion d’un radical nitroxyde sur une cystéine, naturelle ou introduite par mutagenèse dirigée, située à un endroit clé de la protéine permet d’obtenir des informations locales sur les changements structuraux éventuels provoqués par l’ajout d’un partenaire.Cette technique a été appliquée à deux systèmes biologiques comportant un degré de flexibilité différent. La flexibilité de la protéine chaperon NarJ, intervenant dans la biogenèse du complexe Nitrate Réductase de la bactérie Escherichia coli, a été étudiée en présence de son peptide partenaire. Ces études ont permis d’une part de déterminer le site d’interaction et d’autre part, de montrer que l’association des deux partenaires entraîne un verrouillage dans une conformation préférentielle de NarJ. Le deuxième sujet d’étude est la protéine CP12 de Chlamydomonas reinhardtii, intervenant dans la régulation d’un complexe supramoléculaire du cycle de Calvin. La CP12 s’apparente à une protéine intrinsèquement désordonnée, ayant la particularité de posséder des cystéines naturelles et fonctionnelles. Le marquage classique a permis de mettre en évidence un nouveau rôle de son partenaire et de montrer que la CP12 garde un caractère désordonné dans le complexe. Par ailleurs, cette protéine a servi de système d’étude pour développer une nouvelle stratégie de marquage sur Tyrosine et démontrer sa faisabilité. / The study of structural transitions in proteins is of crucial interest because these transformations are involved in many biological processes. Such structural phenomena can be the source of remarkable properties in flexible or disordered proteins, properties hardly accessible by conventional structural techniques. Site-directed spin labeling combined with electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) is a technique well suited for the study of these structural transitions. The insertion of a nitroxide reagent on a cysteine, natural or introduced by site-directed mutagenesis, located in a key position of a protein provides local information on possible structural changes induced by the addition of a partner. This technique was applied on two biological systems with a different degree of flexibility. The flexibility of NarJ, a chaperon protein involved in the biogenesis of the complex nitrate reductase of Escherichia coli was studied in the presence of its peptide partner. These studies enabled us to determine the interaction site and to show that the association of the two partners induced a locked conformation of NarJ. The second system is the CP12 protein of Chlamydomonas reinhardtii, involved in the regulation of a supramolecular complex of the Calvin cycle. CP12 shares some similarities with the intrinsically disordered protein but having natural and functional cysteines. The conventional labeling allowed us to highlight a new role of its partner and to demonstrate that CP12 remains disordered in the complex. Moreover, this protein was used as a model system to develop a new labeling strategy on tyrosine and to demonstrate its feasibility.

This thesis reports transport in ultrathin single crystalline nanowires of gold (∼ 2nm). These nanowires were fabricated using an oriented attachment process whereby nanoparticles of appropriate dimensions join in a linear fashion to form long and stable wires. The main motivation was to study the role of electron-electron interactions on the transport mechanism in case of a metallic system, as one approaches dimensions closer to the Fermi wavelength. The study forms the first of its kind in a simple metallic system of this dimension. Indeed, several new features have been obtained in this regard: Chapter 4 reports a breakdown of Fermi liquid state in such a system opening up possibilities of exotic states constituted by a strongly correlated Tomonaga-Luttinger liquid. We report consistent scaling of current-voltage curves, characteristic of such a phase and even resonant tunneling in such structures. The study reports the first observation of a correlated electron liquid in a metal, which has been observed only in semiconductors and polymer wires till date. Chapter 5 discusses the possibility of tuning the transport mechanism in these wires via a controlled change in the growth process. We show that using appropriate growth mechanisms, we can have a localized ground state as well, where variable range hopping is the dominant transport mechanism. Possibility of structural transitions in ultrathin wires is a field that has garnered considerable interest due to simulations. We present a highly sensitive tool in the form of electrical noise and its higher order statistics that can act as a detector of structural transitions. This has been thoroughly studied in case of conventional shape memory systems in Chapter 6. Preliminary noise studies on the nanowires have been reported in Chapter 7.

La modification des diagrammes de phase sous pression dans les nanomatériaux en comparaison de matériaux massifs est généralement reliée de façon univoque à l'énergie de surface. L'objectif de ce travail a consisté à étudier l'influence de l'énergie d'interface, définie par l'état de surface (défauts cristallins et chimie de surface) et l'énergie de surface, sur le comportement à haute pression de différents nanomatériaux pour lesquels un effet de taille est fréquemment rapporté. Le contrôle et la caractérisation de l'état de surface de nanoparticules d'Y2O3 nous ont permis de montrer que l'amorphisation sous pression rapportée dans la littérature n'est pas uniquement due à la réduction de la taille de grain mais nécessite une densité de défauts initiale, généralement non contrôlée. Une forte dépendance en taille de la pression de transition dans ZnO est avancée dans la littérature. L'étude sous pression de différents échantillons nanométriques de ZnO (issus de diverses voies de synthèse) a été effectuée par spectroscopie Raman et diffraction de rayons X. La qualité cristalline de ces derniers a été estimée par Photoluminescence, XPS, Raman et IR. Tandis que les échantillons présentant une forte densité de défauts conduisent à une augmentation de la pression de transition, le comportement d'un échantillon "sans défauts" ne diffère que peu de celui de ZnO massif. Différentes approches et extensions de modèles thermodynamiques sont proposées: modèles de Gibbs, Landau et Ginzburg-Landau. Ces derniers ouvrent la voie à la définition d'un protocole expérimental permettant d'obtenir des données fiables pour étudier les transitions de phase de nanomatériaux sous pression / The modification of phase diagrams under pressure into nanosized materials in comparison with bulk ones is usually attributed to surface energy. The goal of this work has consisted into studying the influence of interface energy, which includes both the surface state (crystalline defects and surface chemistry) and surface energy, on the high-pressure behavior of several nanomaterials for which size effects has been reported. The control and characterization of the surface state for Y2O3 nanoparticles has enabled us to show that the pressure induced amorphization reported into literature is not only linked to size reduction but require an initial density of defects A strong size dependence of ZnO transition pressure is claimed into literature. The high-pressure study of different ZnO nanometric samples (obtained through several ways of synthesis) has been performed by Raman spectroscopy and X-ray diffraction. The crystalline quality of our samples has been investigated by photoluminescence, XPS, Raman and IR. Whereas samples exhibiting a high density of defects lead to an increase of pressure transition, the behaviour of “defect free” nanoparticles is rather equivalent to bulk one. Several approaches and extensions of thermodynamic models are submitted: model of Gibbs, Landau and Ginzburg-Landau. Those models open the way to the definition of an experimental protocol which allow to obtain reliable data in order to study phase transitions of nanomaterials under pressure