Les métamatériaux électromagnétiques sont des composites artificiels, constitués de résonateurs etayant des propriétés optiques n'existant pas à l'état naturel. Cette thèse est consacrée à lafabrication et caractérisation de tels matériaux. Pour cela des particules métalliques coeur-écorce(d'or ou d'argent enrobées de silice) sont assemblées par la technique de Langmuir-Blodgett afin deformer des réseaux denses en monocouche et en multicouches. Ces nanoparticules jouent le rôle derésonateurs grâce à la présence de la résonance plasmon et l'écorce de silice permet de contrôler ladistance entre particules. Nous avons ainsi réalisé des matériaux dont la distance entre lesrésonateurs et la fraction métallique varient. Les analyses spectro-photométriques des films obtenus,notamment en réflexion normale, nous ont permis d'extraire les propriétés optiques de nosmatériaux. Pour cela nous avons proposé un modèle phénoménologique dans lequel nousdéfinissons la permittivité de la couche effective comme étant celle de la matrice à laquelle s'ajouteun oscillateur de Lorentz décrivant la présence d'une résonance plasmon. Nous avons pu ainsimontrer expérimentalement qu'il était possible d'obtenir des métamatériaux d'indice de réfractioninférieur à 1 quand la fraction de métal dans le matériau est suffisamment importante.

The profile of the poloidal velocity in the edge region of tokamak plasmas has been identified as playing a major role in the confinement of particles and energy. It has been suggested that a strongly sheared poloidal flow can reduce particle and energy losses by the stabilization of unstable modes and decorrelation of turbulence the edge region of the plasma. A Gundestrup probe, a Mach probe array, is used to measure both the parallel and perpendicular flow velocities in the Saskatchewan Torus-Modified (STOR-M) tokamak during several discharge conditions. It is observed that during Ohmic discharges there is no velocity shear and the direction of the parallel flow is independent of the direction of the toroidal magnetic field. During H-mode induced by a turbulent heating current pulse, a region of strong velocity shear develops in the plasma edge and an edge transport barrier develops. This results in a short period of improved particle and energy confinement with reduced fluctuation amplitudes. During electrode biasing experiments, a stainless steel biasing electrode is inserted into the plasma up to r = 82 mm and biased to +500 V relative to the vacuum chamber. It is observed that the particle confinement improves during the biasing phase while the energy confinement is degraded. A region of weak shear in the poloidal flow is observed in the plasma scrapeoff layer (SOL). The results from STOR-M are compared with results from data taken in the Czech Academy of Sciences Torus (CASTOR) tokamak during both Ohmic discharges and discharges with electrode biasing.

DE LA TESIS EN CASTELLANOAntecedentesUn avance importante en el campo de química analítica se hizo por Clark y Lyons en los años setenta. Ellos propusieron acoplar la especificidad de la enzima glucosa oxidasa con la transducción electroquímica de la señal en "biosensores". En general, los biosensores son artefactos integrados autocontenidos, capazes de proporcionar información analítica, cuantitativa utilizando un elemento biológico de reconocimiento (receptor bioquímico) que se retiene en contacto espacial directo con un elemento de transducción. Posteriormente, los primeros biosensores de glucosa, basados en la detección amperométrica de peróxido de hidrógeno generado por glucosa oxidasa en la presencia de oxígeno fueron introducidos en el mercado por la empresa estadounidense Yellow Spring Instrument Co. (Ohio, EE. UU.) en 1975. La respuesta de biosensores electroquímicos basados en el uso de oxígeno como cosustrato para oxidasas se ve desviada por la presencia de interferencias que pueden contribuir a la corriente. Por lo tanto la superficie de electrodo debe estar protegida por una membrana no permeable por sustancias que pueden interferir con la señal. Para evitar corrientes que perjudican la selectividad de los biosensores, el potencial aplicado puede ser aminorado usando electrocatalizadores difusionales ("mediadores") en lugar de oxígeno, con un potencial redox controlable. Pero la respuesta de estos sensores también depende de la concentración de oxígeno porque este compite con los mediadores, para la reoxidación de las oxidasas. Un inconveniente adicional del uso de mediadores diffusionales artificiales en biosensores es la baja estabilidad de los mismos debida al escape de mediadores desde la superficie del electrodo cuando esto se usa en linea. Se puede aliviar este problema creando enlaces covalentes entre los mediadores y la superficie del electrodo o usando polímeros redox que se adsorben fućrtemente en la superficie del electrodo. Una de las posibles maneras para disminuir la influencia del oxígeno a la corriente de la respuesta de biosensores es el uso de las deshidrogenasas dependientes de la pareja redox NAD+/NADH. El potencial estándar redox de esta pareja es -0.56 V vs. SCE pero para conseguir la oxidación de NADH en la superficie de electrodos de carbono un sobrepotencial de +0.5 V vs. SCE debe aplicarse. Bajo estas condiciones los electrodos tienen tiempo de vida corto debido a la adsorción de los productos de oxidación en su superficie ya que la oxidación de NADH no es reversible químicamente. Por otro lado estos electrodos sufren por la oxidación no especifica de interferencias a estos potenciales de operación. Los electrodos modificados químicamente por mediadores pueden oxidar NADH a potenciales más bajos. Sin embargo, muchos de los mediadores mencionados en la bibliografía no son estables o/y no forman NAD+ enzimaticamente activo. Un problema adicional de los sistemas analíticos basados en deshidrogenasas dependientes de NAD+ es la necesidad de añadir este cofactór, que tiene alto coste y es inestable, en las muestras. Se puede inmovilizar NAD+ en la superficie de electrodos para producir biosensores capaces de funcionar en muestras que no contienen NAD+, biosensores reagentless (sin necesidad de adición de reactivos). Los métodos descritos en la bibliografía para la fabricación de biosensores reagentless se basan en cinco estrategias: (1) la inmovilización en hidrogeles formados in situ; (2) la inmovilización por una membrana; (3) la inmovilización en películas preparadas por electropolimerización; (4) la inmovilización en una pasta de carbono; (5) la inmovilización en monocapas auto ensambladas. Sólo los electrodos preparados con la estrategia (4) son biosensores reagentless con estabilidad operacional relativamente alta. Las demás estrategias no resultan en biosensores con suficiente estabilidad operacional por culpa de la perdida del mediador, de NAD+ o de la deshidrogenasa. Sin embargo la estrategia basada en electrodos de pasta de carbono no permite su aplicación a la producción de microsensores (electrodos con diámetro de menos de 10 m) para su uso in vivo. MetodologíaEl objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de nuevas estrategias para la fabricación de biosensores reagentless basados en deshidrogenasas dependientes de NAD+ con características mejoradas respecto a la densidad de la corriente, de la estabilidad operacional y de almacenamiento. Para cumplir el objetivo se han sintetizado dos nuevos mediadores para la oxidación de NADH: un polímero insoluble en agua [Os(1,10-fenantrolina-5,6-diona)2(PVP)4Cl]Cl, (Os-fendiona-PVP) y un complejo amfifílico [Os(1,10-fenantrolina-5,6-diona)24,4'-(n-C18H37NHCO)2bpi)](PF6)2 (Os-fendiona-surfactante). El polímero Os-fendiona-PVP fue producido vía la derivatización de poli(vinilpiridina) (peso molecular 50000) con [Os(1,10-fenantrolina-5,6-diona)2Cl2]. El estudio electroquímico de este polímero redox adsorbido en electrodos de grafito se realizó por voltametría cíclica a distintas velocidades de barrido para evaluar el número de protones y electrones que participan en la reacción redox, la influencia del pH a su potencial estándar formal, y la constante de la transferencia heterogénea del electrónes kS. Bajo bien definidas condiciones hidrodinámicas se realizaron estudios para encontrar la constante de la interacción con NADH k[NADH]=0. Os-fendiona-surfactante fue producido por la complejacion de [Os(1,10-fenantrolina-5,6-diona)2]Cl2 con el ligando hidrófobo octadodecilamida del acido 2,2'-Bipiridina-4,4'-dicarboxilico. Las monocapas de Langmuir-Blorgett de Os-fendiona-surfactante y las de su análogo [Os(bpi)24,4'-(n-C18H37NHCO)2bpi)](PF6)2 fueron estudiados en un equipo de Langmuir-Blodgett. Os-fendiona-surfactante fue aplicado a la construcción de biosensores reagentless del glutamato vía la inmovilización de glucosa deshidrogenasa y de NAD+ entre las bicapas en la fase lamelar formada por Os-fendiona-surfactante y el lípido 1,2-dioleoilo-sn-glicero-3-fosfatidilcolina. Dos métodos adicionales para la fabricación de los biosensores reagentless de glutamato y glucosa basados en deshidrogenasas fueron desarrollados. Los electrodos del grafito fueron modificados con Os-fendiona-PVP y utilizados para (a) la inmovilización de deshidrogenasa y de NAD+ en un hidrogel formado por entercruzamiento de poli(vinilpiridina) modificado por grupos amino con el éter diglicidil de poli(etilenglicol); (b) la inmovilización por adsorción de la deshidrogenasa y del ácido algínico modificado por NAD+. Se ha hecho un estudio de los biosensores reagentless para calcular sus constantes de Michaelis, el efecto del pH y de la temperatura en su respuesta y su estabilidad operacional. Además se ha comparado la estabilidad operacional a temperaturas elevadas de biosensores de la configuración (a) usando glutamato, glucosa y glucosa-6-fosfato deshidrogenasas termófilas y mesófilas. Por otro lado se han estudiado métodos nuevos para mejorar le estabilidad durante el almacenamiento de sensores de glutamato. Con este fin, se han preparado electrodos utilizando glutamato deshidrogenasa mesófila y termófila con varios estabilizadores. Conclusiones1. El polímero [Os(1,10-fenantrolina-5,6-diona)2(PVP)4Cl]Cl, (Os-fendiona-PVP) para la oxidación de NADH se puede sintetizar por la complejación de [Os(1,10-fenantrolina-5,6-diona)2Cl2] con poli(vinilpiridina). La adsorción física de este polímero sobre los electrodos de grafito desde su solución en etilenglicol resulta en la formación de una monocapa de este polimero redox en la superficie del electrodo. 2. El proceso redox de este mediador es casi-reversible e implica 4 electrones y 4 protones dentro del rango del pH de 3-6.5. El mediador pierde su estabilidad química en valores de pH más altos que 6.5. Tres ramas lineales en el diagrama de E0' frente a pH con diversas pendientes se observan. 3. La constante heterogénea de la velocidad de transferencia de electrones (kS) de Os-fendiona-PVP es del mismo orden de magnitud que la de otros mediadores capaces de oxidar NADH mencionados en la bibliografía (kS= 18±2 s-1) . 4. Os-fendiona-PVP es un electrocatalizador eficiente para la oxidación del NADH. La modificación de los electrodos del grafito con Os-fendiona-PVP conduce a la disminución del sobrepotential para la oxidación electroquímica del NADH desde +0.33 V vs. Ag/AgCl/KClsat para los electrodos no modificados hasta +0.11 V vs. Ag/AgCl/KClsat. La constante cinética para la interacción del polímero redox con el NADH (k1,[NADH]=0 = (1.9±0.2)x103 s-1 M-1) coincide prácticamente con la de Os-fendiona que sugiere que el número de los ligandos de fendiona en los complejos del osmio es proporcional a la corriente de la respuesta al NADH pero no afecta a las constantes cinéticas electroquímicas. / The objective of this work was the development of new configurations of reagentless biosensors based on NAD+ dependent dehydrogenases. These configurations are based on the immobilisation of enzyme, cofactor and the electrochemical catalyst used for its regeneration. In addition to being reagentless these configurations yielded biosensors with improved current density and operational stability compared to the state of the art. To achieve the objective two new NADH oxidising mediators were synthesised: a water insoluble polymer [Os(1,10-phenanthroline-5,6-dione)2(PVP)4Cl]Cl (Os-phendione-PVP) and an amphiphilic complex [Os(1,10-phenanthroline-5,6-dione)24,4'-(n-C18H37NHCO)2bpy)](PF6)2 (Os-phendione-surfactant). The electrochemical study of Os-phendione-PVP has revealed a rate constant for the heterogeneous electron transfer of the phendione redox couple ks = 252 s-1, and a second order rate constant for NADH oxidation k[NADH]=0=(1.10.1)x103 M-1 s-1. These constants are higher or of the same order of magnitude as those of previously described NADH oxidising mediators. The tensoactive mediators Os-phendione-surfactant and its analogue [Os(bpy)24,4'-(n-C18H37NHCO)2bpy)](PF6)2 (Os-bpy-surfactant) form very stable monolayers at the air-water interface collapsing at the surface pressure 60-65 mN m-1. The Os-phendione-surfactant was used for the construction of reagentless glutamate biosensors via the immobilisation of dehydrogenase and NAD+ between bilayers in lamellar phase formed by Os-phendione-surfactant and the lipid 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine. The resulting glutamate biosensors demonstrated maximum current density of 3.5 A cm-2 (RSD=25%), apparent Michaelis constant of 47 mM, and operational half life of 0.5 h. In addition graphite electrodes were modified by Os-phendione-PVP and utilised for (a) immobilisation of dehydrogenase and NAD+ in a hydrogel formed by crosslinking of poly(vinylpyridine) carrying amino groups with polyethylene glycol diglycidyl ether and (b) immobilisation of dehydrogenase and an NAD+-alginic acid derivative by adsorption. The configuration (a) yielded glutamate sensors with maximum current density of 8.7 A cm-2 (RSD=5%), apparent Michaelis constant of 9.1 mM, operational half life of 12 h and glucose sensors with maximum current density of 37 A cm-2 (RSD=14%), apparent Michaelis constant of 4.2 mM, the operational half life of 1 h. The glutamate sensors based on the configuration (b) showed maximum current density of 15.8 A/cm2 (RSD=21%), apparent Michaelis constant of 17.6 mM and operational half life of 1.5 h. Glucose, glucose-6-phosphate, and glutamate biosensors were prepared and characterised. The employment of the thermophilic enzymes helps to dramatically increase the operational stability of biosensors at elevated temperatures higher than 60oC. The shelf life of glutamate electrodes built with the use of thermophilic dehydrogenase was eleven times longer than this of electrodes modified with the mesophilic enzyme. The addition of the copolymer of vinyl-pyrrolidone and dimethylamino ethyl methacrylate termed as Gafquat HS100 to the enzyme also significantly improved shelf life

The study combined photoelectrocatalytic technology (PEC) with electrical glassfiber filter (EGF) to decompose volatile organic compounds (VOCs). External electrical voltage was applied to retard the recombination of electron-electron hole pairs and increase the surface temperature of the photocatalysts coated on the electrical glassfiber filter, which could further decompose VOCs more effectively via photoelectrocatalytic technology. Acetone was selected as the gasous pollutant for this particular study. A commercial TiO2 photocatalyst (AG-160) was coated on GFF via impregnation to decompose acetone in a batch PEC reactor. Operation parameters investigated in this study included acetone concentration (50~400 ppm), electrical voltage (0~6,500V), water content (0~20,000 ppm), reaction temperature (40¢J~80¢J).The incident UV light of 365 nm wavelength was irradiated by three 15-wat low pressure mercury lamps (£f=365 nm) placing above the batch PEC reactor. The TiO2-coated EGF was placed at the center of the batch PEC reactor. Acetone was injected into the reactor by a gasket syringe to conduct the PEC decomposition test. Acetone was analyzed quantitatively by a gas chromatography with a flame ionization detector (GC/FID). Finally, a Langmuir-Hinshelwood kinetic (L-H) model was proposed to simulate the PEC reaction rate of acetone. Experimental results showed that the size range of the self-produced nano-sized photocatalyst prepared by sol-gel was 35~50 nm. Three duplicate tests of PC and PEC degradation of acetone indicated that TiO2 was not deactivated during the PC and PCE reactions, hence TiO2 can be reused in the experiments. Results obtained from the PC and PEC degradation experiments indicated that the PEC reaction rate was higher than the PC reaction rate.The PEC reaction rate increased with applied electrical voltage, and the highest decomposition efficiency occurred at 6,500 V. Electrical field generated by the differences of electrical voltage can effectively enhance the oxidation capability of TiO2 since electron (e-) can be conducted to retard the recombination of electron and electron hole pairs. Both PC and PEC technologies could be used to decompose acetone. Among them, PEC had highter decomposition efficiency of acetone than PC up to 34%. Rsults obtained from the operation parameter tests reaveled that raising electrical voltage could enhance the decomposition efficiency of acetone only for electrical voltages above 2,000 V. However, the decomposition efficiency of acetone tended to level off as electrical voltage became higher. Zero-order reaction rate of the PEC reaction was observed for initial acetone concentration of 100~400 ppm, while the PEC reaction decreased gradually for initial acetone concentration reaction below 100 ppm. It revealed that the PEC reaction was pseudo ozero-order for initial acetone concentration of 100~400 ppm, and pseudo first-order reaction for acetone concentration below 100 ppm. Additionally, the PC reaction rate increased with temperature at 45-80¢J. However the PEC reaction rate increased with temperature at 45-60¢J, and decreased with temperature at 60-80¢J. An adsorptive competition between acetone and water molecules at the active sites over TiO2 surface caused either promotion or inhibition of TiO2 decomposition depending on moisture content . For the PC and PEC reactions, the optimum operating condition of water vapor concentration was 10,000 ppm, but inhibition occurred when the water vapor concentration increased up to 20,000 ppm. Finally, the Langmuir-Hinshelwood kinetic model was applied to investiage the influences of reaction temperature, initial concentration of acetone, and water content on the photoelectrocatalytic reaction rate of acetone. Model simulation results showed that photoelectrocatalytic reaction rate constant of acetone(kLH) and adsorptive equilibrium constant(KA) increased with electrical voltage and acetone initial concentration. This study sevealed that experimental and simulated results were in good agreement. Thus, PEC reaction rate of acetone on the surface of TiO2 can be also succesfully simulated by the L-H kinetic model.

Langmuir monolayers can be employed as simple model systems to study interactions at surfaces. Such investigations are important to fields ranging from biology to materials science. Herein, several aspects of these films and their associated water structure have been examined with vibrational sum frequency spectroscopy (VSFS). This second order nonlinear optical spectroscopy is particularly well suited for simultaneous investigations of the monolayer and the associated water structure with unprecedented surface specificity. The structures of these systems were altered through the control of experimental parameters including monolayer pressure, subphase temperature, pH and ionic content. Thermodynamic information about structural changes in a fatty amine monolayer's hydrophobic region was obtained by observation of the pressure and temperature dependence of the monolayer's solid to liquid phase transition. Further studies used the coordination of divalent cations to acid monolayers to perturb the water layers nearest to the film which enabled a better understanding of the water related VSFS features from these hydrophilic interfaces. Information from both the monolayer and water structure was then combined in order to examine the role of water in mediating ion-biomaterial interactions, often expressed in terms of the Hofmeister series.

Herein are presented collective studies of amino acid-based surfactants, also known as lipoamino acids, at liquid interfaces. Chapter III describes an investigation of domain morphology of N-Stearoylglutamic acid (N-SGA) Langmuir monolayers at the air/water interface by epifluorescence microscopy. Anisotropic feather-like domains were observed in L-enantiomeric monolayers while symmetric circular domains were found in racemic N-SGA monolayers. At a surface pressure of 30 mN/m the enantiomeric domains melted at 31 ??C while the racemic domains melted at 27 ??C. This result is exactly opposite to the behavior found in bulk crystals where the racemate melts at a higher temperature. These results were explained in terms of different molecular packing and hydrogen bonding between bulk crystals and two-dimensional thin films for enantiomeric and racemic compounds. Chapter IV summarizes the investigations of hydrogen bonding in N-acyl amino acid monolayers by vibrational sum-frequency spectroscopy (VSFS). The intermolecular hydrogen bonding interaction between the adjacent molecules through amide-amide groups in N-stearoylalanine (N-SA) is characterized by an NH stretch peak at 3311 cm-1. This is the first time that the amide NH stretching signals have been detected with the VSFS technique. A similar peak was detected at 3341 cm-1on N-SGA monolayer. The higher frequency indicates that the H-bond strength is weaker due to the larger size of the glutamic acid residue. The NH stretch mode can thus be used as a fingerprint of hydrogen bonding among amide-amide groups. A peak at 3050 cm-1 due to hydrogen bonding among carboxyl groups was also resolved from the VSFS spectra. Molecular models of intermolecular hydrogen bonding were proposed.

The fullerene cage provides an ideal, isolated environment for trapping spin active atoms such as nitrogen or phosphorous. Alignment of these endohedral fullerenes in linear arrays would have applications in quantum computing as the interactions between spin-active molecules can be easily controlled. Self-assembled molecular networks such as block copolymers, Langmuir-Blodgett films, and self-assembled monolayers are ideal for this purpose as the spacing and geometry can be easily tuned. This dissertation will discuss using each of these methods to achieve alignment or orientation of fullerenes for application in quantum information processing.

Die vorliegende Arbeit widmete sich unter grundlagenorientierten und praxisrelevanten Aspekten der Entwicklung maßgeschneiderter, multifunktionalisierter Tenside mit potenziellen Sammler- und Filmbildungseigenschaften im Zusammenhang mit der mineralischen Flotation. Auf der Basis supramolekularer Konstruktionsprinzipien gelang die Synthese dendritisch verzweigter Amphiphile, die relevante Unterschiede in der Hydrophilie-Hydrophobie-Balance aufweisen und in der Flexibilität des Spacersegmentes sowie der peripheren Alkylkettenlänge im hydrophoben Molekülbereich variieren. Im Hinblick auf die Struktur-Wirkungs-Beziehungen der neuartigen Amphiphile fanden Versuche zur Ermittlung der tensidchemischen Parameter sowie Untersuchungen zu ihrem Filmbildungsverhalten statt. Des Weiteren wurden die synthetisierten Tenside im Mikroflotationsversuch auf ihre Eignung als Sammlerkomponenten am Modellmineral Fluorit getestet. Generell führt eine Erweiterung der polaren Haftgruppen zu einer wesentlich besseren Fixierung der amphiphilen Moleküle sowohl an der Phasengrenzfläche Wasser/Luft als auch an der mineralischen Fluoritoberfläche. Darüber hinaus begünstigt eine starre Geometrie die Ausbildung stabilerer monomolekularer Adsorptionsschichten. Im Flotationsprozess bewirken die präorganisierten, dendritisch verzweigten Sammlermoleküle gegenüber konventionellen Reagenzien eine deutliche Effizienzsteigerung.

<p>I den här avhandlingen har vi studerat hur man kan göra nya tensider. En tensid är en speciell molekyl som har förmågan att lösa sig i både vatten och olja.</p><p>Man kan göra följande experiment hemma: Fyll en glasburk till hälften med vatten och tillsätt en droppe matolja. Oljan bildar en droppe ovanpå vattnet, därför att vatten och olja inte är blandbara. Vatten är polärt och olja är opolärt. Om man rör om med en sked kommer oljedroppen förvisso att dela upp sig i mindre droppar, men så snart man slutar att röra kommer dessa att lägga sig på vattenytan igen. Sätt nu en droppe diskmedel till blandningen och rör om. Nu sprider sig oljedropparna mycket bättre i vattnet, och de lägger sig heller inte på vattenytan lika fort när man slutar att röra. Det här beror på att diskmedel innehåller en tensid, som har en polär och en opolär del. Den polära delen passar ihop med det polära vattnet, medan den opolära delen passar ihop med den opolära oljan. På så vis kan tensiden hjälpa till att lösa upp opolära ämnen i polära vätskor.</p><p>Den aktiva delen av ett läkemedel består ofta av opolära ämnen, vilka inte löser sig i polära vätskor såsom vatten. Eftersom kroppen består till stor del av vatten måste man ändå försöka få läkemedlet vattenlösligt, för att möjliggöra transport via blodet till problemområdet. Det kan man uppnå genom att tillsätta tensider. Om läkemedel-tensidblandningen ska ges till djur eller människor får inte tensiden orsaka någon skada i kroppen.</p><p>Vi har försökt framställa tensider som ska kunna användas för att just lösa läkemedel i vatten. För att kunna framställa nya tensider måste man ha kunskap i organisk syntes. Det betyder att man måste veta hur man från små intermediat (”byggstenar”) successivt kan bygga upp nya molekyler som har de önskvärda egenskaperna. Genom olika typer av organisk syntes har vi byggt upp tre nya tensidtyper, vars egenskaper vi studerat med olika mätningar. Ingen av dessa tensider lämpade sig som tillsats till läkemedel, men vårt arbete har givit mycket ny kunskap om hur framtida tensidmolkyler kan tillverkas och vilka egenskaper de får.</p> / <p>This thesis deals with the synthesis and characterization of new polyhydroxy surfactants. The first part describes the synthesis of three new surfactant classes, and the second part concerns the surface chemical characterization of the synthesized surfactants.</p><p>A stereodivergent route for preparation of hydrophilic head groups was developed, that featured consecutive stereoselective dihydroxylations of a diene. This method provided in total four different polyhydroxylated head groups. These surfactant head groups were natural and unnatural sugar analogues, and were used for the coupling with two different hydrophobic tail groups.</p><p>Another approach took advantage of a metathesis reaction and provided a polyhydroxylated compound that was coupled to 12-hydroxy stearic acid</p><p>The third class of surfactants contained an amide linkage between the hydrophilic and the hydrophobic parts. The hydrophilic part consisted of two glucose units, and 12-hydroxy stearic acid was used as the hydrophobic part. The hydroxy moiety in the tail group was further functionalized as aliphatic esters, which provided in total four different surfactants.</p><p>A selection of the surfactants was used to investigate the chiral discrimination in Langmuir monolayers at an air-water interface. The isotherms showed a remarkable difference in compressibility between diastereomeric surfactants and also a pronounced chiral discrimination between racemic and enantiomerically pure surfactants, favoring heterochiral discrimination. The monolayers were also investigated with Brewster angle microscopy (BAM) and grazing incidence X-ray diffraction (GIXD). It was not possible to observe any chirality dependent features from the BAM images, but the GIXD measurement supported the conclusion that heterochiral discrimination governed the intermolecular forces within the racemic monolayer.</p><p>The third class of surfactants, containing an amide linkage between the glucose units and 12-hydroxy stearic acid was evaluated with respect to the CMC and the haemolytic activity. These surfactants were all haemolytic close to their respective CMC.</p>

La microscopie à force atomique est utilisée dans de nombreuses applications. Ce travail a ici pour but d'étudier, à l'échelle du nanomètre, les propriétés mécaniques de monocouches et de multicouches de phospholipides avec un microscope à force atomique en mode dynamique. Le comportement non linéaire du système pointe-levier, proche des couches de phospholipides, est étudié avec un modèle de granulation. Le MFA est aussi utilisé pour étudier l'influence d'un peptide membranaire, la syntaxine, et la structure des couches de phospholipides autoassemblées sur du mica. Dans un second temps, nous étudions l'oscillation d'un microlevier de MFA clampé en milieu liquide. Les résultats sont comparés aux prédictions théoriques des simulations numériques de la résolution des équations de Navier-Stokes à trois dimensions, pour mesurer l'influence du mouvement du fluide sur le comportement d'un levier oscillant de MFA. Nous montrons aussi comment la force hydrodynamique peut être réduite d'au moins un ordre de grandeur en usinant, à l'aide d'un faisceau d'ions focalisés (FIB), la largeur du levier. Enfin, nous présentons une description analytique qui détermine le mouvement d'un levier excité acoustiquement en milieu liquide. La troisième partie est une étude du comportement dynamique d'un nanoménisque avec une nanopointe oscillante. La nanoaiguille, découpée avec un<br />faisceau d'ions focalisés, est approchée d'une interface air-liquide et seule son extrémité oscille dans le liquide (Eau-Glycérol-PDMS). Il est montré qu'il est possible d'imager une interface de liquide avec une résolution à l'échelle du nanomètre.