Elaboration of New Electrode Materials obtained by Self-Assembly of Polyelectrolytes, Nanoparticles and Biomolecules : physico-chemical studies and applications.
Elaboration de Nouveaux Matériaux d'Electrodes obtenus par Autoassemblage de Polyélectrolytes, Nanoparticules et Biomolécules : Etudes physico-chimiques et applications.
Résumé
The thesis describes the physico-chemical characterization and the electroanalytical applications of new nanocomposite materials, built onto electrode surfaces, in the form of multilayer thin films, by electrostatic self-assembly of polyelectrolytes (PE), enzymes and gold nanoparticles (NP).
The growth of these films was followed in situ by UV-Visible spectroscopy and microgravimetry. The electrochemistry allowed quantifying the electron transfer process, the films permability and the electroenzymatical kinetics. The kinetic and structural modelization allowed establishing structure-properties relationships.
The glucose oxidase and the polyphenol oxidase have been assembled onto gold and glassy carbon electrodes with the polydiallyldimethylammonium and the chitosane. The assembly of NP with osmium complex or viologen based redox PE leads to nanocomposite films where the electronic conduction properties have been characterized and applied to the development of transducers.
The growth of these films was followed in situ by UV-Visible spectroscopy and microgravimetry. The electrochemistry allowed quantifying the electron transfer process, the films permability and the electroenzymatical kinetics. The kinetic and structural modelization allowed establishing structure-properties relationships.
The glucose oxidase and the polyphenol oxidase have been assembled onto gold and glassy carbon electrodes with the polydiallyldimethylammonium and the chitosane. The assembly of NP with osmium complex or viologen based redox PE leads to nanocomposite films where the electronic conduction properties have been characterized and applied to the development of transducers.
La thèse décrit la caractérisation physico-chimique et les applications électroanalytiques de nouveaux matériaux nanocomposites, déposés sur des surfaces d'électrode par autoassemblage électrostatique de polyélectrolytes (PE), d'enzymes et de nanoparticules d'or (NP).
La croissance de ces films multicouches fut suivie in situ par spectroscopie et microgravimétrie. L'électrochimie a permis de quantifier le processus de transfert d'électron, la perméabilité des films et la cinétique électroenzymatique. Des relations structure-propriétés furent établies par modélisation cinétique et structurale.
La glucose oxydase et la polyphénol oxydase furent assemblées sur des électrodes d'or et de carbone vitreux avec le polydiallyldimethylammonium et le chitosane. L'assemblage de NP et de PE redox, à base de complexe d'osmium ou de viologène, conduit à des films nanocomposites dont les propriétés de conduction électronique furent caractérisées et appliquées au développement de transducteurs.
La croissance de ces films multicouches fut suivie in situ par spectroscopie et microgravimétrie. L'électrochimie a permis de quantifier le processus de transfert d'électron, la perméabilité des films et la cinétique électroenzymatique. Des relations structure-propriétés furent établies par modélisation cinétique et structurale.
La glucose oxydase et la polyphénol oxydase furent assemblées sur des électrodes d'or et de carbone vitreux avec le polydiallyldimethylammonium et le chitosane. L'assemblage de NP et de PE redox, à base de complexe d'osmium ou de viologène, conduit à des films nanocomposites dont les propriétés de conduction électronique furent caractérisées et appliquées au développement de transducteurs.
Mots clés
self-assembled monolayer
multilayer films
electrostatic self-assembly
gold nanoparticles
redox polyelectrolytes
enzyme multilayers
modified electrodes
electrochemistry
quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D)
kinetics modelization
electron transfer
membrane permeability
Monocouche autoassemblée
films multicouches
autoassemblage électrostatique
nanoparticules d'or
polyélectrolytes redox
multicouches d'enzymes
électrodes modifiées
électrochimie
microbalance à quartz avec suivi du facteur de dissipation (QCM-D)
modélisation cinétique
transfert d'électron
perméabilité de la membrane
Domaines
Matériaux
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