Organisation dirigée ascendante de nanoparticules métalliques sur une surface en combinant l'auto-assemblage moléculaire et l'hybridation de l'ADN

Au cours des dernières décennies, la communauté scientifique s'est intéressée de plus en plus à l'étude des structures nanométriques, y compris les particules et leur agencement déposés sur une surface de support, car les petites particules (et structures) présentent un rapport surface/volume important (par rapport à leurs homologues en vrac) qui modifie leur comportement physique et chimique et la manière dont elles interagissent avec l'environnement extérieur. Ce rapport important peut être exploité, par exemple pour fabriquer des catalyseurs plus efficaces en passant du vrac aux nanoparticules. En raison du rapport élevé entre la surface et le volume, diverses substances (telles que des atomes, des molécules ou même des nanoparticules) peuvent modifier de manière significative les caractéristiques des nanoparticules pour produire un matériau unique et des phénomènes nouveaux ou améliorés. Ces propriétés des petites particules peuvent être maintenues et améliorées à plus grande échelle en réalisant des arrangements de ces entités. De plus, de nouveaux phénomènes collectifs apparaissent lorsqu'on atteint des distances précises entre les nanoparticules. Pour développer de nouveaux composants, par exemple dans les disciplines de l'électronique organique ou de la nanophotonique, il faut donc générer des surfaces nanostructurées de manière régulée et répétée. Dans cette thèse, j'ai développé une stratégie « bottom-up » visant à placer de manière contrôlée des nanoparticules d'or individuelles de petite taille en réseaux réguliers sur des surfaces. En se basant sur la chimie bien connue de l'auto-assemblage supramoléculaire de TSB3,5-C12, l'idée consistait à positionner des brins d'ADN simples bien espacés (ADN ss) sur la surface. Nous avons suivi la réalisation expérimentale complète de cette nouvelle approche, en partant d'un substrat HOPG nu et de substances chimiques jusqu'aux particules assemblées sur la surface fonctionnalisée. Chaque étape intermédiaire a été analysée à l'aide de diverses expériences et techniques de caractérisation.