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1	Phase Phenomena in Polymer Networks : Empirical Studies on the Influence of Hydrophobicity, Charge Density and Crosslinks on Macroion-Induced Phase Transitions in Polyelectrolyte Gels Andersson, Martin January 2011 (has links) The thesis concerns polyelectrolyte gels in contact with oppositely charged proteins and surfactant micelles, and includes of four papers (I-IV). In paper I confocal Raman spectroscopy was introduced as a method to trace micelles and investigate the structure of gel-surfactant complexes, in phase separated gel spheres. In paper II, the binding of surfactants to microspheres (~50-100 µm) was investigated by means of a micromanipulator-assisted microscopy method. The two surfactants were found to display qualitative difference respect to degree of swelling, surfactant distribution in the gels, and the difference is discussed in terms of absence/presence of hydrophobic attraction to the polyelectrolyte gel network. Kinetics of volume change in gels were analyzed. Aggregation numbers of micelles in polystyrenesulfonate (PSS) solutions, obtained from fluorescence quenching measurements, are presented. In paper III, phase behaviour, protein assembly and diffusion, was studied in PSS gel microspheres. Interpretation of results was aided by measurements of osmotic swelling of individual gel networks, and by combining the results with studies of protein diffusion in macroscopic (cm-sized) gel spheres. Complexes formed were further analyzed with small angle x-ray spectroscopy. In paper IV phase behaviour of mixed ionic/nonionic surfactant micelles is investigated in cm-sized gel spheres. The coexistence of three phases, the formation of dense shells in the bulk of the gels and other phenomena are described for the first time, and the results are presented along with discussion on the charge-density of spherical micelles and of network induced hysteresis effects in gels. The composition and microstructure of phases are investigated by confocal Raman spectroscopy and small-angle x-ray scattering respectively. The results are interpreted with aid of highly detailed theoretical model calculations. Gel microgel microsphere polystyrenesulfonate polyacrylate polyacrylicacid DoTAB DoTAC CTAB CTAC network polyelectrolyte complex salt self assembly phase behaviour hysteresis thermodynamic core-shell lysozyme cytochrome c microscopy micromanipulator elastomer elastic protein surfactant phase behaviour sorting PHARMACY FARMACI Physical chemistry Fysikalisk kemi
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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Phase Phenomena in Polymer Networks : Empirical Studies on the Influence of Hydrophobicity, Charge Density and Crosslinks on Macroion-Induced Phase Transitions in Polyelectrolyte Gels

Etude expérimentale de polyélectrolytes hydrophobes modèles