Life-like materials constructed on photoredox of perylene bisimide
Matériaux mimant le vivant construits sur la photoréduction et oxidation de bisimides de pérylène
Résumé
Our aim in this thesis is to build dissipative life-like materials using photoredox of perylene bisimide (PBI) under ambient conditions. The main challenge in PBI photoreduction is that only one-electron transfer allows to be photoinduced under vacuum conditions. To drive the aggregated PBI away from equilibrium, our research is divided into four parts. First, we built the electron donor-acceptor system in which the photoinduced two-electron transfers in aggregated PBI, whereas one-electron transfers in monomer under vacuum conditions. Secondly, we significantly accelerated PBI photoreduction by introducing a UV-activated chemical fuel under ambient conditions, which opens possibilities to achieve different non-equilibrium steady states. Thirdly, we developed a dual-functional fuel DTT being an electron both in PBI chemical and photoreduction, which allows us to construct PBI transient aggregates, and observe emergent properties, such as oscillation. Lastly, we developed the PBI photoreduction from its solution to gels that can be selectively photoinduced one or two-electron transfer. These chemical fuels provide PBI a leading role in developing light-driven out-of-equilibrium materials.
Notre objectif dans cette thèse est de construire des matériaux dissipatifs semblables à la vie en utilisant la photoréduction du bisimide de pérylène (PBI) dans des conditions ambiantes. Le principal défi de la photoréduction du PBI est que seul le transfert d'un électron permet d'être photo-induit dans des conditions de vide. Pour éloigner le PBI agrégé de l'équilibre en présence d'O2 atmosphérique, notre recherche est divisée en quatre parties. Premièrement, nous avons construit le système donneur-accepteur d'électrons dans lequel les transferts photoinduits de deux électrons dans le PBI agrégé, alors que les transferts d'un électron dans le monomère dans des conditions de vide. Deuxièmement, nous avons accéléré de manière significative la photoréduction du PBI en introduisant un combustible chimique activé par les UV dans des conditions ambiantes, ce qui ouvre des possibilités d'atteindre différents états d'équilibre hors équilibre. Troisièmement, nous avons développé un combustible à double fonction, le DTT, qui est un électron à la fois dans la chimie et la photoréduction de l'PBI, ce qui nous permet de construire des agrégats transitoires d'PBI et d'observer des propriétés émergentes, comme l'oscillation. Enfin, nous avons développé la photoréduction du PBI de sa solution à des gels qui peuvent être photoinduits sélectivement par transfert d'un ou deux électrons. Ces carburants chimiques confèrent au PBI un rôle de premier plan dans le développement de matériaux hors équilibre pilotés par la lumière.
Origine : Version validée par le jury (STAR)