Cette thèse concerne l’élaboration par réaction “click” CuAAC denouveaux nanomatériaux présentant diverses applications, en particulier en catalyse.Ces macromolécules (dendrimères, dendrimères supportés sur oxide et polymères)comprenant des cycles 1,2,3-triazoles ont été utilisés pour stabiliser desnanoparticules essentiellement de palladium actives en catalyse de couplage C-C,réduction du 4-nitrophenol et oxydation des alcools dans des solvants aqueux.L’utilisation de ces nanoparticules à l’échelle du ppm traduit leur efficacité et l’aspectécologique visé avec ce projet. L’intégration d’unités triazolylbiferrocéniques au seinde ces polymères a permis d’étendre la gamme d’applications de ces matériaux auxsondes électrochimiques, réduction d’ions métalliques en nanoparticules, composéspoly-électrolytes, poly-électrochromes, à valence mixte. L’imprégnation denanoparticules de palladium stabilisées par des dendrimères sur support magnétiquea permis d’augmenter la robustesse des catalyseurs ainsi que leur recyclablité paraimantation. / This thesis concerns the synthesis by “click” CuAAC reactions of newnanomaterials that have various applications, in particular in catalysis. Thesemacromolecules are dendrimers, supported dendrimers and polymers that contain1,2,3-triazole rings and were used in the stabilization of essentially palladiumnanoparticles (PdNPs). These PdNPs are extremely active in the catalysis in greensolvents of C-C coupling, reduction of 4-nitrophenol and selective oxidation ofalcohols. The use of these nanoparticle catalysts at the ppm level shows theirefficiency and their ecological aspect. The integration of biferrocene units in thepolymers allowed expanding their applications to electrochemical sensors, reductantsof metallic ions to nanoparticles, polyelectrolytes, polyelectrochromic, and mixedvalentcomplexes. The impregnation of PdNPs stabilized by dendrimers on magneticsupport led to the increase of the catalyst robustness and recyclability using amagnet.

L’auto-assemblatge de molècules en nano- i micro-estructures és una àrea de gran interès, sent els lípids particularment atractius en la formació de diverses estructures incloent els liposomes. Hi ha un gran número de mètodes reportats en la literatura per a la preparació de liposomes, però els inconvenients que limiten l’ús generalitzat dels liposomes són; els passos de preparació que requereixen de molt de temps donant lloc a poblacions heterogènies de liposomes de mida incontrolable, l’ús de solvents orgànics i la necessitat de passos per a reduir la mida dels liposomes. Per tant; l’objectiu d’aquest doctorat és la optimització d’un mètode ultra-ràpid per a la preparació de liposomes en un sol pas i lliure de dissolvents orgànics. Anomenat “Curvature tuned preparation method” ha estat implementat en diverses formulacions lipídiques per a la formació de liposomes i d’altres superestructures de lípids. Aquestes estructures s’han emprat en diverses aplicacions, com ara en nanoreactors i plantilles per a la síntesis a mida de nanopartícules d’or, liposomes per encapsular enzims com a potenciadors de senyal en el desenvolupament de immunosensors i finalment, com a vehicles per l’alliberament controlat de fàrmacs. / The self-assembly of molecules into nano- or microstructures is an area of intense interest, with lipids being particularly attractive in the formation several structures including liposomes. There are numerous methods reported for the preparation of liposomes, however, time-consuming preparative steps resulting in heterogeneous liposome populations of incontrollable size, the use of organic solvents and the need of further size-reducing steps are the drawbacks limiting wide-spread use of liposomes. Therefore; the main concern of this PhD thesis is optimization of a one-step, organic solvent-free, ultra rapid method for the preparation of liposomes. So called “Curvature tuned preparation method” was later implemented in several lipid formulations which resulted in liposomes and other lipid superstructures. Those structures were further used in several applications, such as nanoreactors and templates for tailored synthesis of gold nanoparticles, enzyme encapsulating liposomes as signal enhancers in immunosensor development, and finally as carriers for controlled release of drugs

Computational methodologies were employed to study a supramolecular micellar structure and its application, nanoreactor. This task was done through rigorous scale-up procedure using both atomistic and mesoscopic simulations. Primarily, density functional theory (DFT) calculation was used to characterize the smallest unit of complex molecules in the multicomponent mixture system. The following step involved transferring the information achieved by DFT calculation to larger scale simulation, such as molecular dynamics (MD) simulation. Lastly, based on the atomistic simulation results, we performed a series of dissipative particle dynamics (DPD) simulations to study a full body of polymeric multicompartment micelle. In the course of research, we built a systematic procedure to minimize the complexity of computation and efficiently characterize macromolecular structures and its application.

Cette thèse se compose de deux parties. Dans la partie I, nous avons comparé les différences entre les polymérisations en macro- et mini- émulsion. Nous avons établi un modèle de polymérisation en macro-émulsion. Ce modèle peut prédire la distribution de la taille de la chaîne radicalaire pour une classe donnée de tailles des particules. Par comparaison, nous avons établi un modèle de polymérisation en mini-émulsion. Ce modèle peut fournir la distribution des tailles des particules et l'évolution des tailles des gouttelettes. Dans la partie II, afin d'améliorer les propriétés du PP, deux types de monomères ont été utilisés pour être greffés sur PP par extrusion réactive. Ces monomères sont l'anhydride maléique MAH et le silane. Pour améliorer le degré de greffage de MAH sur PP, la montmorillonite organiquement modifiée o-MMT a été utilisée comme un nanoréacteur. Les influences des quantités de MAH et d'initiateur ont été étudiées. Afin d'améliorer le degré de greffage du silane sur PP, les conditions opératoires ont été étudiées. Toutefois, une relation simple entre les propriétés du produit et les conditions de fonctionnement n'a pas pu être trouvée. Pour obtenir le montant le plus élevé de silane greffé sur PP, et en même temps, restreindre les deux réactions secondaires, c'est à dire la polymérisation du silane et la dégradation de la PP chaîne, modèles polynomiaux ont été tentées pour décrire ce processus / This thesis consists of two parts: In Part I, the differences between macro-and mini-emulsion polymerization were compared. A model on macro-emulsion polymerization has been established. This model can predict the radical chain size distribution for a given class of particle sizes. By comparison, a model on mini-emulsion polymerization has been established. This model can provide the particle size distribution and the change of droplets size. In Part II, in order to improve the properties of PP, two kinds of monomers were used to be grafted on PP by reactive extrusion. These monomers were maleic anhydride (MAH) and silane. To improve the grafting degree of MAH on PP, organically modified montmorillonite (MMT) was used as a nanoreactor. The effects of the amounts of MAH and that of initiator were studied. In order to improve the grafting degree of silane on PP, the operating conditions were studied. However, a simple relation between the product properties and the operating conditions could not be found. To obtain the highest amount of silane grafted on PP, and meanwhile, restraining the two side reactions, i.e. the polymerization of silane and the PP chain degradation, polynomial models were attempted to describe this process