Durant les dernières décennies, la technique Langmuir-Blodgett (LB) s’est beaucoup développée dans l’approche « bottom-up » pour la création de couches ultra minces nanostructurées. Des patrons constitués de stries parallèles d’environ 100 à 200 nm de largeur ont été générés avec la technique de déposition LB de monocouches mixtes de 1,2-dilauroyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DLPC) et de 1,2-dipalmitoyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DPPC) sur des substrats de silicium et de mica. Afin d’amplifier la fonctionnalité de ces patrons, la 1-palmitoyl-2-(16-(S-methyldithio)hexadécanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDPPC) et la 1-lauroyl-2-(12-(S-methyldithio)dodédecanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDLPC) ont été employées pour la préparation de monocouches chimiquement hétérogènes. Ces analogues de phospholipide possèdent un groupement fonctionnel méthyldisulfide qui est attaché à la fin de l’une des chaînes alkyles. Une étude exhaustive sur la structure de la phase des monocouches Langmuir, Langmuir-Schaefer (LS) et LB de la DSDPPC et de la DSDLPC et leurs différents mélanges avec la DPPC ou la DLPC est présentée dans cette thèse. Tout d’abord, un contrôle limité de la périodicité et de la taille des motifs des stries parallèles de DPPC/DLPC a été obtenu en variant la composition lipidique, la pression de surface et la vitesse de déposition. Dans un mélange binaire de fraction molaire plus grande de lipide condensé que de lipide étendu, une vitesse de déposition plus lente et une plus basse pression de surface ont généré des stries plus continues et larges. L’addition d’un tensioactif, le cholestérol, au mélange binaire équimolaire de la DPPC/DLPC a permis la formation de stries parallèles à de plus hautes pressions de surface. La caractérisation des propriétés physiques des analogues de phospholipides a été nécessaire. La température de transition de phase de la DSDPPC de 44.5 ± 1.5 °C comparativement à 41.5 ± 0.3 °C pour la DPPC. L’isotherme de la DSDPPC est semblable à celui de la DPPC. La monocouche subit une transition de phase liquide-étendue-à-condensée (LE-C) à une pression de surface légèrement supérieure à celle de la DPPC (6 mN m-1 vs. 4 mN m-1) Tout comme la DLPC, la DSDLPC demeure dans la phase LE jusqu’à la rupture de la monocouche. Ces analogues de phospholipide existent dans un état plus étendu tout au long de la compression de la monocouche et montrent des pressions de surface de rupture plus basses que les phospholipides non-modifiés. La morphologie des domaines de monocouches Langmuir de la DPPC et de la DSDPPC à l’interface eau/air a été comparée par la microscopie à angle de Brewster (BAM). La DPPC forme une monocouche homogène à une pression de surface (π) > 10 mN/m, alors que des domaines en forme de fleurs sont formés dans la monocouche de DSDPPC jusqu’à une π ~ 30 mN m-1. La caractérisation de monocouches sur substrat solide a permis de démontrer que le patron de stries parallèles préalablement obtenu avec la DPPC/DLPC était reproduit en utilisant des mélanges de la DSDPPC/DLPC ou de la DPPC/DSDLPC donnant ainsi lieu à des patrons chimiquement hétérogènes. En général, pour obtenir le même état de phase que la DPPC, la monocouche de DSDPPC doit être comprimée à de plus hautes pressions de surface. Le groupement disulfide de ces analogues de phospholipide a été exploité, afin de (i) former des monocouches auto-assemblées sur l’or et de (ii) démontrer la métallisation sélective des terminaisons fonctionnalisées des stries. La spectrométrie de photoélectrons induits par rayons X (XPS) a confirmé que la monocouche modifiée réagit avec la vapeur d’or pour former des thiolates d’or. L’adsorption de l’Au, de l’Ag et du Cu thermiquement évaporé démontre une adsorption préférentielle de la vapeur de métal sur la phase fonctionnalisée de disulfide seulement à des recouvrements sub-monocouche. / In the past two decades, the Langmuir-Blodgett (LB) technique has emerged as a bottom-up route to create nanostructured ultrathin films. Patterns consisting of parallel stripes, ∼100 to 200 nm in width, were generated via the LB deposition of mixed monolayers of 1,2-dilauroyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DLPC), and 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) onto silicon and mica substrates. To expand the functionality of these patterns, 1-palmitoyl-2-(16-(S-methyldithio)hexadecanoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DSDPPC) and 1-lauroyl-2-(12-(S-methyldithio)dodecanoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DSDLPC) were used to prepare chemically heterogeneous films. These phospholipid analogues have a methyldisulfide group attached to one of the alkyl chain ends. An extensive study of the phase structure of Langmuir, Langmuir-Shaefer and LB films of DSDPPC and DSDLPC and their mixtures with DPPC or DLPC is presented in this thesis. Limited control over the regularity and feature size of the DPPC/DLPC stripe pattern was achieved by varying the lipid composition, deposition pressure, and substrate withdrawal speed. A higher percentage of condensed versus fluid lipid, slower deposition speed, and lower surface pressure create more continuous and wider stripes. The addition of a lineactant, cholesterol, to the DPPC/DLPC 1:1 (mol/mol) mixture allowed the formation of parallel stripes at higher surface pressure. The gel-to-liquid crystalline transition temperature of DSDPPC was determined to be 44.5 ± 1.5 °C versus 41.5 ± 0.3 °C for DPPC by DSC and turbidity measurements. The pressure-area isotherm of DSDPPC is similar to that of DPPC. The monolayer undergoes a liquid expanded-to-condensed (LE-C) phase transition at a surface pressure slightly higher than that of DPPC (6 mN m-1 vs. 4 mN m-1). Like DLPC, DSDLPC remains in the LE phase until the film collapse. The disulfide-modified lipids exist in a more expanded state throughout the monolayer compression and exhibit lower collapse pressures than the unmodified phospholipids. The domain morphologies of DPPC and DSDPPC at the air/water interface were compared using Brewster Angle Microscopy. DPPC forms a homogeneous monolayer at a surface pressure (π) > 10 mN m-1, while flower-like domains exist in the DSDPPC monolayers until π ∼ 30 mN m-1. Solid-supported DSDPPC films were prepared and characterized using various surface analysis techniques. The parallel stripe pattern previously obtained with mixtures of DPPC/DLPC was reproduced using DSDPPC/DLPC or DPPC/DSDLPC mixtures resulting in chemically-differentiated patterns. The average stripe width varied from 150 to 500 nm, depending on the lipid composition and deposition pressure. The disulfide group of the analogues was exploited to (i) form self-assembled monolayers of phospholipids on gold and (ii) demonstrate the selective metallization of the disulfide-terminated areas of the stripe patterns. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed that the monolayer-bound disulfides react with Au vapor to form a gold-thiolate species. Thermally evaporated Au, Ag and Cu exhibit preferential absorption onto the modified lipids only at submonolayer coverages.

Durant les dernières décennies, la technique Langmuir-Blodgett (LB) s’est beaucoup développée dans l’approche « bottom-up » pour la création de couches ultra minces nanostructurées. Des patrons constitués de stries parallèles d’environ 100 à 200 nm de largeur ont été générés avec la technique de déposition LB de monocouches mixtes de 1,2-dilauroyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DLPC) et de 1,2-dipalmitoyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DPPC) sur des substrats de silicium et de mica. Afin d’amplifier la fonctionnalité de ces patrons, la 1-palmitoyl-2-(16-(S-methyldithio)hexadécanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDPPC) et la 1-lauroyl-2-(12-(S-methyldithio)dodédecanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDLPC) ont été employées pour la préparation de monocouches chimiquement hétérogènes. Ces analogues de phospholipide possèdent un groupement fonctionnel méthyldisulfide qui est attaché à la fin de l’une des chaînes alkyles. Une étude exhaustive sur la structure de la phase des monocouches Langmuir, Langmuir-Schaefer (LS) et LB de la DSDPPC et de la DSDLPC et leurs différents mélanges avec la DPPC ou la DLPC est présentée dans cette thèse. Tout d’abord, un contrôle limité de la périodicité et de la taille des motifs des stries parallèles de DPPC/DLPC a été obtenu en variant la composition lipidique, la pression de surface et la vitesse de déposition. Dans un mélange binaire de fraction molaire plus grande de lipide condensé que de lipide étendu, une vitesse de déposition plus lente et une plus basse pression de surface ont généré des stries plus continues et larges. L’addition d’un tensioactif, le cholestérol, au mélange binaire équimolaire de la DPPC/DLPC a permis la formation de stries parallèles à de plus hautes pressions de surface. La caractérisation des propriétés physiques des analogues de phospholipides a été nécessaire. La température de transition de phase de la DSDPPC de 44.5 ± 1.5 °C comparativement à 41.5 ± 0.3 °C pour la DPPC. L’isotherme de la DSDPPC est semblable à celui de la DPPC. La monocouche subit une transition de phase liquide-étendue-à-condensée (LE-C) à une pression de surface légèrement supérieure à celle de la DPPC (6 mN m-1 vs. 4 mN m-1) Tout comme la DLPC, la DSDLPC demeure dans la phase LE jusqu’à la rupture de la monocouche. Ces analogues de phospholipide existent dans un état plus étendu tout au long de la compression de la monocouche et montrent des pressions de surface de rupture plus basses que les phospholipides non-modifiés. La morphologie des domaines de monocouches Langmuir de la DPPC et de la DSDPPC à l’interface eau/air a été comparée par la microscopie à angle de Brewster (BAM). La DPPC forme une monocouche homogène à une pression de surface (π) > 10 mN/m, alors que des domaines en forme de fleurs sont formés dans la monocouche de DSDPPC jusqu’à une π ~ 30 mN m-1. La caractérisation de monocouches sur substrat solide a permis de démontrer que le patron de stries parallèles préalablement obtenu avec la DPPC/DLPC était reproduit en utilisant des mélanges de la DSDPPC/DLPC ou de la DPPC/DSDLPC donnant ainsi lieu à des patrons chimiquement hétérogènes. En général, pour obtenir le même état de phase que la DPPC, la monocouche de DSDPPC doit être comprimée à de plus hautes pressions de surface. Le groupement disulfide de ces analogues de phospholipide a été exploité, afin de (i) former des monocouches auto-assemblées sur l’or et de (ii) démontrer la métallisation sélective des terminaisons fonctionnalisées des stries. La spectrométrie de photoélectrons induits par rayons X (XPS) a confirmé que la monocouche modifiée réagit avec la vapeur d’or pour former des thiolates d’or. L’adsorption de l’Au, de l’Ag et du Cu thermiquement évaporé démontre une adsorption préférentielle de la vapeur de métal sur la phase fonctionnalisée de disulfide seulement à des recouvrements sub-monocouche. / In the past two decades, the Langmuir-Blodgett (LB) technique has emerged as a bottom-up route to create nanostructured ultrathin films. Patterns consisting of parallel stripes, ∼100 to 200 nm in width, were generated via the LB deposition of mixed monolayers of 1,2-dilauroyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DLPC), and 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) onto silicon and mica substrates. To expand the functionality of these patterns, 1-palmitoyl-2-(16-(S-methyldithio)hexadecanoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DSDPPC) and 1-lauroyl-2-(12-(S-methyldithio)dodecanoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine (DSDLPC) were used to prepare chemically heterogeneous films. These phospholipid analogues have a methyldisulfide group attached to one of the alkyl chain ends. An extensive study of the phase structure of Langmuir, Langmuir-Shaefer and LB films of DSDPPC and DSDLPC and their mixtures with DPPC or DLPC is presented in this thesis. Limited control over the regularity and feature size of the DPPC/DLPC stripe pattern was achieved by varying the lipid composition, deposition pressure, and substrate withdrawal speed. A higher percentage of condensed versus fluid lipid, slower deposition speed, and lower surface pressure create more continuous and wider stripes. The addition of a lineactant, cholesterol, to the DPPC/DLPC 1:1 (mol/mol) mixture allowed the formation of parallel stripes at higher surface pressure. The gel-to-liquid crystalline transition temperature of DSDPPC was determined to be 44.5 ± 1.5 °C versus 41.5 ± 0.3 °C for DPPC by DSC and turbidity measurements. The pressure-area isotherm of DSDPPC is similar to that of DPPC. The monolayer undergoes a liquid expanded-to-condensed (LE-C) phase transition at a surface pressure slightly higher than that of DPPC (6 mN m-1 vs. 4 mN m-1). Like DLPC, DSDLPC remains in the LE phase until the film collapse. The disulfide-modified lipids exist in a more expanded state throughout the monolayer compression and exhibit lower collapse pressures than the unmodified phospholipids. The domain morphologies of DPPC and DSDPPC at the air/water interface were compared using Brewster Angle Microscopy. DPPC forms a homogeneous monolayer at a surface pressure (π) > 10 mN m-1, while flower-like domains exist in the DSDPPC monolayers until π ∼ 30 mN m-1. Solid-supported DSDPPC films were prepared and characterized using various surface analysis techniques. The parallel stripe pattern previously obtained with mixtures of DPPC/DLPC was reproduced using DSDPPC/DLPC or DPPC/DSDLPC mixtures resulting in chemically-differentiated patterns. The average stripe width varied from 150 to 500 nm, depending on the lipid composition and deposition pressure. The disulfide group of the analogues was exploited to (i) form self-assembled monolayers of phospholipids on gold and (ii) demonstrate the selective metallization of the disulfide-terminated areas of the stripe patterns. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed that the monolayer-bound disulfides react with Au vapor to form a gold-thiolate species. Thermally evaporated Au, Ag and Cu exhibit preferential absorption onto the modified lipids only at submonolayer coverages.

Résumé : Musicienne et traductrice de formation et de métier, je présente ici des traductions de poèmes contemporains qui s’annoncent, par leur titre ou leur forme, comme des fugues. Comme hypothèse de départ, je pose la possibilité du transfert des éléments de fugue musicale à ceux de la fugue littéraire. Ma démarche se décline en deux parties. Dans un premier temps, j’analyse les poèmes en suivant pas à pas la méthode de critique des traductions littéraires d’Antoine Berman. La méthode est adaptée à la traduction intersémiotique et rend compte des éléments de fugue contenus dans chacun des poèmes à l’étude. Dans un second temps, une fois le « projet de traduction » bien établi, je propose une traduction française des fugues-poèmes. Dans l’esprit de ce que Barbara Folkart nomme des « traductions d’auteur », dans le rendu proposé, je m’éloigne des approches dénotatives, tentant de réactualiser en français la démarche compositionnelle des poètes. Que retiendront les poètes pour leur projet de fugue-poème? Une confusion est-elle possible avec d’autres formes répétitives, comme le canon, le thème et variations, le ground, la chaconne, la passacaille, voire des formes de musique minimaliste? Malgré les appréhensions d’un certain nombre de critiques, qui taxent de « vaines » toute expérience intersémiotique ou toute tentative pour en démontrer les correspondances, on trouve quelques exemples probants de fugues littéraires. Bien entendu, la musique ne peut se traduire directement en mots. En s’attardant aux phénomènes perceptuels et créatifs, on accède à un degré correct de pertinence. Je me suis donné pour méthodologie le modèle de critique des traductions littéraires d’Antoine Berman, dont j’ai fait l’ossature des chapitres et auquel j’ai greffé des grilles d’analyse paradigmatique et rythmique. J’ai aussi eu recours à un pense-bête des principaux éléments fugaux (constituants de la fugue musicale, définitions de « fugue » dans la langue courante et critères psychiatriques de la « fugue dissociative »). Un questionnaire maison a été le point de départ de mon travail de collaboration avec les poètes. Dans le cas de Paul Celan (1920-1970), j’ai utilisé le même questionnaire, que j’ai rempli au gré de l’analyse et du dépouillement d’autres recherches. J’explore dans les six premiers chapitres les poèmes « Todesfuge » (1945) de Paul Celan, « Night Thoughts on Clauzewitz’s On War » (1986) d’E. D. Blodgett, « Lives of the Great Composers » (1983) de Dana Gioia, « Domestic Fugues » (2009) de Richard Newman, « Art of Fugue » (2011) de Jan Zwicky » et « Arugula fugues » (2001) d’Adeena Karasick. Dans la conclusion, je discute les résultats de recherche, les choix méthodologiques et le processus de traduction. Un tableau-synthèse des correspondances fugales est aussi présenté et commenté. Le chapitre intitulé « Stretto » vient élargir le corpus des fugues-poèmes analysées et traduites. J’y présente les fugues-poèmes suivantes : « Fugue » et « Round » de Weldon Kees, « Fugue in Cold and Rain » et « Little Fugue of Love and Death » de Richard Newman, « The Praying Mantis » d’Annie Charlotte Dalton Armitage, « The Ballad of the Pink-Brown Fence » de Milton Acorn, « The Children are Laughing » de Gwendolyn MacEwen, « And the Season Advances » d’Herménégilde Chiasson (dans une traduction de Jo-Anne Elder et de Fred Cogswell), « Fugue » de Robyn Sarah, « Fugue » du Kaddish d’Allen Ginsberg, « Fugue » de Neville Dawes, « Seaside Canon » de Julia Galef et « Stretto » de Don MacKay. // Abstract : As a professional musician and translator, I am presenting my translations of contemporary poems that are, either through their titles or their forms, fugue-poems. It is my hypothesis that elements present in a musical fugue can be transferred to a literary fugue. There are two parts to my research. First, I analyze the poems in strict accordance with Antoine Berman’s critical method for literary translation. I adapted the method in order to work with inter-semiotic translation, as well as the fugal elements contained in each of the poems studied. Next, with the “translation project” well established, I propose a French translation of the fugue-poems. Based on Barbara Folkart’s notion of “writerly translations,” I will attempt to capture the essence of the poems and recreate true works of literary art in French, rather than using purely denotative translation methods. Which elements do poets employ in their fugue-poems? Is there a possibility of confusing fugal elements with other repetitive forms, such as a canon, a theme and variations, a ground bass, a chaconne, a passacaglia or even certain forms of minimalist music? Despite the apprehension of some critics, who believe that inter-semiotic work or even the attempt to reveal any form of relationship is in vain, there are a number of clear examples of literary fugues. Naturally, music cannot translate directly into words. However, a study of the perceptual and creative phenomena allows us to make the connection. My research methodology is based on Antoine Berman’s model meant for critics of literary translations, which provides the backbone for the chapters in this presentation, and to which I have added a paradigmatic and rhythmic analysis grid. I also used a memory aid of the principal fugal elements (components of a musical fugue, definitions of a “fugue” in common usage, and the characteristics of the psychiatric disorder referred to as “dissociative fugue”). I designed a questionnaire, which I used as the basis for my collaboration with the poets. In the case of Paul Celan (1920-1970), I used the same questionnaire, which I filled out based on my analysis of his work, as well as analyses put forth by other researchers. In the first six chapters, I explore the following poems: “Todesfuge” (1945) by Paul Celan, “Night Thoughts on Clauzewitz’s On War” (1986) by E. D. Blodgett, “Lives of the Great Composers” (1983) by Dana Gioia, “Domestic Fugues” (2009) by Richard Newman, “Art of Fugue” (2011) by Jan Zwicky and “Arugula fugues” (2001) by Adeena Karasick. In the conclusion, I discuss the research results, the methodological choices and the translation process. I have also included a summary table (with comments) of the corresponding fugal elements. The chapter entitled “Stretto” concludes the corpus of analyzed and translated fugue-poems. It includes: “Fugue ” and “Round” by Weldon Kees, “Fugue in Cold and Rain” and “Little Fugue of Love and Death” by Richard Newman, “The Praying Mantis” by Annie Charlotte Dalton Armitage, “The Ballad of the Pink- Brown Fence” by Milton Acorn, “The Children are Laughing” by Gwendolyn MacEwen, “And the Season Advances” by Herménégilde Chiasson (translation by Jo-Anne Elder and Fred Cogswell), “Fugue” by Robyn Sarah, “Fugue” from Kaddish by Allen Ginsberg, “Fugue” by Neville Dawes, “Seaside Canon” by Julia Galef and “Stretto” by Don MacKay.

Auf dielektrische Substrate wurden Schichten aus Gold thermisch aufgedampft. Die Schichten wurden neben anderen Methoden wie AFM oder der Messung der Schichtleitfähigkeiten hauptsächlich mit Hilfe der spektroskopischen IR-Ellipsometrie (SIRE) in einem Schichtdickenbereich von 4 bis 60 nm systematisch untersucht. Aus den primär ermittelten ellipsometrischen Parametern tan(Psi) und Delta lassen sich der Brechungsindex n und der Absorptionsindex k bestimmen und auch weitere Größen wie z.B. der elektrische Widerstand bzw. die elektrische Leitfähigkeit errechnen. Die untersuchten Schichten lassen sich anhand der optischen, topographischen und elektrischen Eigenschaften in drei Gruppen einteilen: Dielektrische, aus isolierten Goldinseln bestehende Filme (4 bis 6 nm), Schichten in einem Übergangsbereich (8 bis ca. 16 nm), metallische Schichten (ab ca. 16 nm). Die dielektrischen Goldinselfilme zeigen optische Eigenschaften, die bislang für keine anderen Proben beschrieben worden sind. Der Brechungsindex n ist hoch (4 bis 9 bei 2400/cm) und der Absorptionsindex k klein (0 bis 4 bei 2400/cm). Beide Indizes sind spektral weitgehend konstant. Daß diese Filme dielektrische Eigenschaften besitzen, steht in direktem Widerspruch zur allgemeinen SEIRA-Literatur. Die Inselstruktur der dielektrischen Filme verursacht einen Verstärkungseffekt, der als Oberflächenverstärkte Infrarotabsorption (surface-enhanced infrared absorption - SEIRA) bekannt ist. Es zeigte sich, daß die optischen Konstanten der Filme einen erheblichen Einfluß auf die SEIRA-Verstärkung ausüben. Um Inselfilme mit reproduzierbaren optischen Eigenschaften herstellen zu können, wurde ein lithographisches Verfahren entwickelt. Auf einer geschlossenen, homogenen Goldschicht wurden monodisperse Nanopartikel aus Polystyrol (PS) in einer Monolage deponiert. Die PS-Nanopartikel dienten in einem trockenen Ätzprozeß im Ar-Plasma als lithographische Maske, um die darunterliegende Au-Schicht zu strukturieren. / Thin films were produced on dielectric substrates by thermal evaporation of gold in a high vacuum chamber. These films were investigated systematically in a range between 4 and 60 nm thickness. The method mainly applied was the spectroscopic IR-ellipsometry (SIRE), in addition to other methods like AFM or sheet resistance measurement. The primary results are the ellipsometric parameters tan(Psi) and Delta. They were used to determine the refractive index n and the absorption index k. Electrical parameters can also be calculated. Depending on the optical, topographical and electrical properties the population of different layers can be divided into three parts: dielectric films with isolated gold islands (4 to 6 nm), layers in a transient area (8 to ca. 16 nm), metal films (ca. 16 to 60 nm). The optical properties shown by dielectric gold island films were never before described for other samples. The refractive index n is high (4 to 9 at 2400/cm) and the absorption index small (0 to 4 at 2400/cm). Both indices are nearly constant in the spectral range. Directly in contrast to the SEIRA-literature the island films show dielectric properties. The island structure of the dielectric films gives rise to an enhancement effect called surface-enhanced infrared absorption (SEIRA). It could be shown that the optical constants of the island films have a considerable influence on the enhancement factors. A lithographic method was developed in order to find a way for manufacturing island films with reproducible optical properties. Monodispers polystyrene nanoparticles were deposited in a monolayer on a dense gold layer on a dielectric substrate. The layer of nanoparticles was used as a mask for a dry etch process in a reactive Ar-plasma.

In this thesis, geometry is used as a basis for conducting experiments aimed at growing and arranging inorganic minerals on curved interfaces. Mineralisation is directed using crystalline and liquid-crystalline metallic soaps and surfactant/water systems as templates.¶ A review of the history, syntheses, structure and liquid crystallinity of metallic soaps and other amphiphiles is presented as a foundation to understanding the interfacial architectures in mesostructured template systems in general.¶ In this study, a range of metallic soaps of varying chain length and cation type are synthesised and characterised to find potentially useful templates for mineral growth. These include alkaline-earth, transition metal, heavy metal and lanthanide soaps. These are systematically characterised using a variety of analytical techniques, including chemical analyses, x-ray diffraction (XRD) infrared spectroscopy (IR) and differential scanning calorimetry (DSC). Their molecular and crystal structures are studied using transmission electron microscopy (TEM), cryo-TEM, electron diffraction (ED), electron paramagnetic spin resonance (EPR), absorption spectroscopy (UV-VIS), high resolution laser spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), nuclear magnetic resonance spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), electron dispersive x-ray analysis (EDXA), thermal gravimetric analysis (TGA) and magnetic measurements. Models for the molecular and crystal structures of metallic soaps are proposed. The soaps are predominantly lamellar crystalline or liquid crystalline lamellar rotor phases with tilted and/or untilted molecular constituents. These display evidence of varying degrees of headgroup organisation, including superstructuring and polymerisation. A single crystal structure is presented for a complex of pyridine with cobalt soap. Simple models for their structure are discussed in terms of their swelling properties in water and oils. Experiments are also presented to demonstrate the sorbent properties of aluminium soaps on oil spills.¶ The thermotropic liquid crystallinity of alkaline earth, transition metal, heavy metal and lanthanide soaps is investigated in detail. This is done to assess their suitability as templates, and to document their novel thermotropic behaviour, particularly the relatively unknown lanthanide soaps. Liquid crystalline behaviours are studied using high-temperature XRD (HTXRD), hot-stage optical microscopy and DSC. Models for a liquid crystalline phase progression from crystals to anisotropic liquids are discussed in terms of theories of self-assembly and interfacial curvature. The terminology required for this is drawn from various nomenclature systems for amphiphilic crystals and liquid crystals. General agreement with previous studies is reported for known soaps, while liquid crystallinity is demonstrated in the lanthanide and some non-lanthanide soaps for the first time. A general phase progression of crystalline lamellar through liquid crystalline lamellar to non-lamellar liquid crystalline is discussed in terms of models concerned with the molecular and crystal structures of the soaps and their phase transitions via headgroup and chain re-arrangements.¶ Experiments aimed at guiding growth of metal sulfides using metallic soaps as templates are described, and a model for this growth is discussed. Metal sulfides have been successfully grown by reacting crystalline and liquid crystalline transition metal and heavy metal soaps with H2S gas at room temperature and at elevated temperature. These have been characterised using XRD, TEM, ED and IR. Sulfide growth is demonstrated to be restricted and guided by the reacting soap template architecture. Zinc, cadmium, indium and lead soaps formed confined nanoparticles within the matrix of their reacting soap template. In contrast, curved and flat sheet-like structures, some resembling sponges were found in the products of sulfided iron, cobalt, nickel, copper, tin and bismuth soaps. A model to explain this behaviour is developed in terms of the crystal and liquid crystal structures of the soaps and the crystal structures of the metal sulfide particles.¶ Liquid crystalline iron soaps have been subjected to controlled thermal degradation yielding magnetic iron oxide nanoparticles. Some XRD and TEM evidence has been found for formation of magnetic mesostructures in heat-treated iron soaps. Models for the molecular and liquid crystalline structure of iron soaps, their thermotropic phase progression and eventual conversion to these magnetic products are discussed. Systematic syntheses of mesoporous silicates from sheeted clays are discussed.¶The templates that have been used are cationic surfactants and small, organic molecular salts. Experiments are reported where a cooperative self-assembly of surfactant/water/kanemite plus or minus salt and oils yields 'folded sheet materials' (FSM'S). Templating of kanemite has also been achieved using cobalt cage surfactants. A theoretical prediction of the specific surface areas and specific volumes of homologous sets of FSM's gave excellent agreement with measured values. The geometry and topology of the mesostructures are discussed. A theoretical model is also discussed regarding the curvature found in the sheets of natural clays , and results of templating clays and silica using metallic soaps are presented. Experiments and a model for low temperature nucleation and growth of microporous silicalite-1 are described in terms of silica templating by water clathrates.¶ Finally, the problem of finding minimal surface descriptions of crystal networks is addressed. Combinatoric methods are used to disprove the existence of possible embeddings of type I and II clathrate networks in non-self intersecting periodic minimal surfaces. The crystal network of the clathrate silicate, melanophlogite is successfully embedded in the WI-10 self-intersecting surface. Details of a previously unreported, genus-25 periodic surface with symmetry Im3m are discussed.

La première partie de ce manuscrit concerne l'étude en monocouches à l'interface air-eau de mélanges lipidiques susceptibles de former des "rafts" dans les membranes cellulaires, c'est-à-dire des domaines enrichis spécifiquement en certains lipides (glycolipides, sphingolipides, cholestérol) et certaines protéines. Du fait de leur composition spécifique, ces domaines sont caractérisés par une phase particulière ("liquid ordered phase") présentant des caractéristiques intermédiaires entre celles des phases fluides et condensées. Les principales méthodes mises en oeuvre dans cette étude sont des mesures de pression de surface (isothermes de compression, analyse des aires moléculaires moyennes, études de désorption en présence de beta-cyclodextrine), la microscopie de fluorescence (après marquage de la monocouche à l'aide d'une sonde fluorescente), ou la microscopie à l'angle de Brewster. Une des parties les plus importantes de ce travail concerne le comportement de monocouches constituées d'un glycolipide, le GM3, en présence de phospholipides (phase fluide), de sphingomyéline ou de cholestérol (phase "raft"). Les mesures montrent que le GM3 n'a pas d'affinité particulière pour la sphingomyéline. De même, son interaction avec le cholestérol induit une condensation de la monocouche similaire à celle observée avec les phospholipides en phase fluide, et ne permet pas le maintien du cholestérol dans la monocouche lors d'une désorption induite par la beta-cyclodextrine. Ce manque d'interaction spécifique du GM3 avec des lipides présents dans les "rafts" permet donc d'expliquer sa répartition assez large dans les membranes d'adipocytes, tant dans la phase fluide que dans les "rafts". La seconde partie concerne l'étude de molécules organiques de type hémicyanine organisées en monocouches de Langmuir et films de Langmuir-Blodgett, étudiés par des méthodes complémentaires (absorption, spectroscopie de fluorescence stationnaire et résolue en temps), mesures de pression de surface et microscopie de fluorescence. Ces hémicyanines comportent une chaîne hydrophobe nécessaire à la réalisation de films organisés stables. Ces derniers peuvent avoir de multiples applications dans la collecte et le transfert de l'énergie lumineuse ou les analyses chimiques ou biochimiques (reconnaissance sélective de cations lors de pollutions par exemple).

The group 2 late embryogenesis abundant (LEA) proteins, also known as the dehydrins, are intrinsically disordered proteins that are expressed in plants experiencing extreme environmental conditions such as drought or low temperature. In this work, we study the potential roles that dehydrins may have in stabilizing membranes and actin microfilaments during cold stress. We have cloned and expressed in E. coli two dehydrins from Thellungiella salsuginea, denoted TsDHN-1 (acidic) and TsDHN-2 (basic). These proteins were expressed as SUMO-fusion proteins for in vitro phosphorylation by casein kinase II (CKII), and for structural analysis by CD and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. We show using transmission-FTIR spectroscopy that ordered secondary structure is induced and stabilized in these proteins by association with large unilamellar vesicles emulating the lipid compositions of plant plasma and organellar membranes. The increase in secondary structure by membrane association is further facilitated by the presence of Zn2+. Lipid composition and temperature have synergistic effects on the secondary structure. Our single molecule force spectroscopy studies also suggest tertiary folding of both TsDHN-1 and TsDHN-2 induced by association with lipids. From Langmuir-Blodgett monolayer compression studies, and from topographic studies using atomic force microscopy at variable temperature, we conclude that TsDHN-1 stabilizes the membrane at lower temperatures. Finally, we show that the conformations of TsDHN-1 and TsDHN-2 are affected by pH, interactions with cations and membranes, and phosphorylation. Actin assembly by these dehydrins was assessed by sedimentation assays, and viewed by transmission electron and atomic force microscopy. Phosphorylation enabled both dehydrins to polymerize actin filaments, a phenomenon that may occur in the cytosols of plant cells undergoing environmental stress. These results support the hypothesis that dehydrins stabilize plant organellar membranes and/or the cytoskeleton in conditions of stress, and further that phosphorylation may be an important feature of this stabilization. / NSERC

This critical review summarizes recent developments in the fabrication of patterned polymer brushes. As top-down lithography reaches the length scale of a single macromolecule, the combination with the bottom-up synthesis of polymer brushes by surface-initiated polymerization becomes one main avenue to design new materials for nanotechnology. Recent developments in surface-initiated polymerizations are highlighted along with diverse strategies to create patterned polymer brushes on all length scales based on irradiation (photo- and interference lithography, electron-beam lithography), mechanical contact (scanning probe lithography, soft lithography, nanoimprinting lithography) and on surface forces (capillary force lithography, colloidal lithography, Langmuir–Blodgett lithography) (116 references). / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.