Elaboration of Functional Materials towards wireless photoelectrochemical micromotors
Elaboration de matériaux fonctionnels vers des micromoteurs photoélectochimique
par Eswaran MURUGASEN sous la direction de Hyacinthe RANDRIAMAHAZAKA et de Jalal GHILANE
Thèse de doctorat en Chimie physique
ED 388 Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre

Soutenue le mardi 10 décembre 2019 à Université Paris Cité

Sujets
  • Dépôt électrolytique
  • Électrochimie
  • Photoélectrochimie

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Mots clés
Electrochimie, Electrodéposition, Photo-électrochimie, Micromoteurs, Autopropulsion
Resumé
L'objectif principal de cette thèse est la fabrication et l'étude de dispositif pour le développement d'un micromoteur photoélectrochimique sans fil bioinspiré. Dans ce cadre, pour convertir l'énergie solaire en énergie chimique, en particulier en peroxyde d'hydrogène, des photoanodes à base d'hématite fonctionnalisées ont été réalisées. Des matériaux à base d'anthraquinone ont été utilisées et déposer sur la surface de l'électrode. Pour la conversion de l'énergie chimique en énergie mécanique, un micromoteur à l'oxyde de manganèse a été utilisé. La première partie de ce travail traite la fabrication du micromoteur moteur à base de MnO2 en utilisant un procédé d'électrodéposition. Ce processus est assez simple, peu coûteux et efficace. Le micromoteur à base de MnO2 ainsi préparé présentait une propulsion sans fil induite par la génération de H2O2. Diverses formes telles que des formes carrées, rectangulaires et circulaires de micromoteurs ont été préparées et étudier. Par la suite, nous avons développé des microvéhicules par procédé de microfabrication. Ces derniers fournissent ainsi une stimulation mécanique individuelle à différentes tensions. Enfin, nous avons étudié la fonctionnalisation des surfaces de photoanodes d'hématite avec des molécules redox déposées par électrogreffage et par des méthodes de polymérisation sur la surface SI-ATRP. L'étude des surfaces modifiées, par des techniques électrochimiques, montre que les performances photoélectrochimiques de l'hématite électrogreffée par la molécule redox sont inférieures à celles immobilisée via un procède de polymérisation.