Polymères supramoléculaires

L’électronique organique présente un intérêt fondamental important en science des matériaux et est considérée comme un des marchés les plus prometteurs et compétitifs pour l’industrie. En particulier, son expansion est stimulée par le développement de composés actifs faciles à mettre en œuvre, flexibles, peu couteux en énergie, à faible coût de revient et compatibles avec leur miniaturisation pour former des dispositifs à l’échelle nanométrique. Récemment, le domaine de l’électronique supramoléculaire a été proposé comme une approche prometteuse pour les échelles intermédiaires. Celui-ci repose sur la conception de composants électroniques à des échelles de l’ordre de 5 à 100 nm, c’est-à-dire comprises entre l’électronique plastique (µm) et l’électronique moléculaire (Å). L’ingénierie supramoléculaire, qui programme les processus d’auto-assemblage sous contrôle thermodynamique, mais qui utilise également des processus de nucléation-croissance, représente une stratégie bottom-up clé pour construire et mettre en œuvre des objets fonctionnels relativement mous tout en introduisant des domaines électroactifs « pseudo-crystallins » dont les tailles correspondent à ces échelles de longueur. Très récemment, notre groupe a découvert que des triarylamines correctement modifiées sont capable de produire des auto-assemblages grâce à leur empilement en fibrilles columnaires. Nous avons démontré qu’une simple irradiation par lumière visible d’une solution de ces molécules dans le chloroforme peut générer une polymérisation non covalente conduisant à des nanofils supramoléculaires de triarylamines (STANWs). Nous avons également souligné la possibilité de tirer avantage de cette capacité de déclenchement de l’auto-assemblage par activation lumineuse en mesurant les propriétés de conduction des assemblages supramoléculaires quand ils étaient précisément positionnés entre des électrodes métalliques pré-dessinées. Nous avons ainsi mesuré des conductivités excédant 5 10³ S.m^-1 et une résistance d’interface par unité de longueur inférieure à 2 10^-4 W.m. Seuls les nanotubes de carbones simple paroi métalliques et avec des propriétés de transport de charge balistiques (c’est-à-dire exempt de diffusion de charges) présentent de meilleures valeurs. Nous disposons désormais d’une bonne compréhension fondamentale de ces systèmes en termes de propriétés supramoléculaires et de mécanisme de conduction, et nous développons désormais de nombreux systèmes basés sur ce motif moléculaire qui démontre sa généralité en termes de propriétés de structure et de performances électroniques exceptionnelles.