Films multicouches de polyélectrolytes répondant aux stimuli mécaniques : Applications à la libération de molécules et à la biocatalyse contrôlées
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
In this thesis, the behavior of functional polyelectrolyte multilayer (PEM) films was investigated under mechanical stimuli. The aim was to design chemically or biologically active films responding to mechanical forces. The study was divided in two parts: i) First, we studied the barrier opening of multi-compartment films (systems composed of reservoir/barrier strata made of PEM) induced by mechanical stretching. We demonstrated that multilayer barriers could act as nanovalves reversibly controlled by stretching, allowing thus the controlled release of molecules. Ii) In a second step, we designed reservoir/barrier systems containing an enzyme, alkaline phosphatase, in order to develop surfaces with biocatalytic activities tuned by mechanical forces. Finally, by applying a mechanical stretching on these systems, the biocatalysis could be triggered and even controlled in a reversible manner.
Abstract FR:
Ce travail de thèse a consisté à étudier le comportement de films multicouches de polyélectrolytes soumis à des stimuli mécaniques. L’objectif principal a été le développement d’assemblages polymériques à réponse biologique ou chimique sous l’action de forces mécaniques. 1) D’abord, nous nous sommes intéressés à ouvrir la barrière de films à multi-compartiments (systèmes composés de strates alternées réservoir/barrière), par application de contraintes d’étirement. Nous avons montré que des barrières pouvaient agir comme des nanovalves à commande mécanique, permettant ainsi la libération contrôlée de molécules. 2) Ensuite, nous avons élaboré des assemblages constitués de multicouches de polyélectrolytes et d’une enzyme, la phosphatase alcaline. L’application de forces mécaniques d'étirement sur ces systèmes a permis de déclencher la réaction enzymatique et également de moduler de façon réversible la biocatalyse entre un état activé et un état désactivé.