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1	Investigating the Adhesive Strength and Morphology of Polyelectrolyte Multilayers by Atomic Force Microscopy Ada, Sena 25 August 2010 (has links) "Polyelectrolyte multilayer (PEM) thin films prepared via the Layer-by-Layer (LbL) deposition technique are of special interest in this research. The purpose of this study is to replace current mechanical closure systems, based on hook-and-loop type fasteners (i.e. Velcro), with PEM thin film systems. The technique is simple, cheap, versatile and environmental friendly; as a consequence a variety of thin films can be easily fabricated. By proposing PEMs as non-mechanical and nanoscopic molecular closures, we aim to obtain hermetic sealing, good adhesive strength, and peel off ease. Atomic force microscopy (AFM) and colloidal probe techniques were used to characterize the morphology, roughness and adhesive properties of PEMs. AFM measurements were conducted in air, necessarily requiring careful control of ambient humidity. PEMs were formed by consecutive deposition of polyanions and polycations on a charged polyethylene terephthalate (PET) solid surface, the result of which was stable nanostructured films. By systemically varying the parameters of PEM build-up process: different combinations of polyelectrolytes, different numbers of bilayers (polyanion/polycation pairs), and miscellaneous types and concentrations of salts (NaCl, NaBr and NaF salts at 0.5 M and 1.0 M concentrations), the adhesion and morphology of PEMs were thoroughly investigated. The PEM thin films specifically investigated include poly(ethyleneimine) (PEI), poly(styrene sulfonate) (PSS), poly(allylamine hydrochloride) (PAH), poly(acrylic acid) (PAA), and poly(diallydimethylammonium chloride) (PDADMAC). Silica colloidal probes were utilized in the investigation, some of which were functionalized with COOH and/or coated with PEI-PSS. Silica colloidal probes were used in order to quantify interaction forces on the PEMs. A functionalized silica colloidal probe (a probe with COOH surface chemistry) and a silica colloidal probe coated with PEI-PSS were used to simulate PEM-PEM interactions. The results suggest that adhesion in the PEMs depend on the number of layers, the salt concentration and the salt type used during the build-up process, the environmental conditions where the adhesion force measurements were made, and the choice of probe. " Adhesive Strength Colloidal Probe Technique Atomic Force Microscopy (AFM) Polyelectrolyte Multilayers (PEMs)
2	Etude expérimentale de polyélectrolytes hydrophobes modèles Baigl, Damien 11 September 2003 (has links) (PDF) Un polyélectrolyte hydrophobe est un polymère portant des charges électriques lorsqu'il est en solution aqueuse et dont l'eau est un mauvais solvant pour le squelette. Cette thèse a pour objectif d'établir l'influence de la nature hydrophobe du squelette sur les propriétés physiques des polyélectrolytes. Pour cela, nous avons tout d'abord synthétisé une série de poly(styrène-\emph(co)-styrènesulfonate de sodium), appelés PSS, possédant des taux de charge $f$ variant entre 30\% et 100\% et comportant entre $N=120$ et $N=2520$ monomères par chaîne. Ces PSS sont caractérisés précisément et peuvent être considérés comme des polyélectrolytes hydrophobes modèles. Nous avons alors étudié leurs propriétés volumiques puis interfaciales.\\ \emph(1. Propriétés en volume.) Le taux de charge effectif de la chaîne unique est anormalement réduit par rapport au cas du polyélectrolyte hydrophile. D'autre part, les propriétés structurales ont été caractérisées par la diffusion des rayons X et la technique de la sonde colloïdale en microscopie à force atomique (AFM). La conformation des chaînes se fait ressentir puisque la longueur de corrélation varie comme $N^0C_p^(-\alpha)$ où $C_p$ est la concentration en polymère et $\alpha$ un exposant dépendant de $f$, décroissant de 1/2 ($f=100\%$) à 1/3 au voisinage de la limite de solubilité. Ces observations sont interprétées dans le cadre d'un modèle théorique prédisant la conformation de la chaîne isolée comme un collier de perles, constitué de globules denses (les perles) reliés deux à deux par un segment de chaîne étirée. La dynamique collective des chaînes, quant à elle, est très proche de celle des polyélectrolytes hydrophiles.\\ \emph(2. Propriétés aux interfaces.) Nous avons conçu une expérience permettant, par adsorption électrostatique ou hydrophobe, de fixer les chaînes de PSS sur une surface solide plane modifiée chimiquement. La couche de PSS adsorbée, immergée dans l'eau, est caractérisée $in~situ$ par ellipsométrie, réflectivité des rayons X haute énergie et microscopie à force atomique. Nous avons ainsi trouvé que la taille de perles varie entre 1 et 5 nm en fonction de $f$. Cette variation est en parfait accord avec les prédictions du modèle dit du collier de perles. Enfin, les polyélectrolytes hydrophobes s'adsorbent également aux interfaces hydrophobes, les perles, dans certains cas, s'étalant sur la surface. polyélectrolytes polyelectrolytes polyélectrolytes hydrophobes hydrophobic polyelectrolytes polystyrènesulfonate polystyrenesulfonate PSS AMAMPS SAXS SLS DLS diffusion des rayons X réflectivité des rayons X reflectivity X-ray scattering light scattering ellipsométrie ellipsometry adsorption structure structural properties interfaces surfaces traitement de surface silanisation sulfonation pression osmotique osmotic pressure charge effective effective charge fraction AFM sonde colloidale colloidal probe technique protéines proteins polypeptides polysaccharides Rayleigh instability instabilité de Rayleigh collier de perles pearl-necklace vésicules vesicles mouillage wetting FRAP microscopie fluorescence TEM cryo-TEM transmission electron microscopy RMN NMR

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Investigating the Adhesive Strength and Morphology of Polyelectrolyte Multilayers by Atomic Force Microscopy

Etude expérimentale de polyélectrolytes hydrophobes modèles