Description du sujet de thèse

A l'heure actuelle, plus de 50% des volumes de polymères produits industriellement sont issus de la polymérisation radicalaire. Un des principaux inconvénients de ces polymères est leur manque de dégradabilité, du fait d'enchaînements de liaisons carbone-carbone constituant leur squelette. C'est en partie pour cela que des microplastiques sont présents partout à la surface du globe. Par ailleurs, pour des applications biomédicales, il est important de contrôler la dégradation des polymères pour contrôler le relargage de médicaments. Par conséquent, la dégradation des polymères radicalaires est une problématique qui n'a jamais autant été d'actualité. Des diverses stratégies développées pour apporter de la dégradabilité aux polymères radicalaires, la plus connue est la polymérisation par ouverture de cycle de monomères cycliques comme les acétals de cétène cycliques (CKA) et plus récemment les thiolactones et thioglycolides. Il a été démontré que ces deux derniers types de monomères polymérisent selon des mécanismes coexistants, à savoir l’ouverture de cycle consécutive à une addition sur le groupe thiocarbonyle (mécanisme TARO, formant des liaisons thioesters) et la propagation directe via la fonction 1,2-thiocarbonyle (formant des liaisons thiocétal).
L'objectif de ce travail de thèse est (i) d'explorer la riche chimie des monomères TARO afin de faire varier leur taille de cycle, leur composition et la nature des substituants, (ii) de mieux comprendre la relation structure-réactivité des monomères TARO et d'étudier de manière détaillée l'effet des conditions de polymérisation, (iii) de soumettre les copolymères comportant des unités TARO à différents traitements de dégradation (chimique, enzymatique, biodégradation) et d'étudier les mécanismes de leur dégradation.

Compétences requises:
Compétences
- Compétences indispensables en chimie (moléculaire et macromoléculaire)
- Connaissances indispensables des techniques usuelles de caractérisation chimique et physicochimique
- Niveau d'Anglais: minimum B2 requis.

Contexte de travail

Le laboratoire SOFTMAT (UMR CNRS 5623) se consacre à la chimie et la physico-chimie de la matière molle et des systèmes auto-assemblés. Fondés sur des composés de synthèse (tels que des tensioactifs ou des polymères) ou des molécules biologiques, ces systèmes offrent un très large panel d'applications technologiques et industrielles. Le projet de thèse sera mené au sein de l'équipe Polymères de Précision par Procédés Radicalaire (P3R), une des 4 équipes du laboratoire. Créée en 2007, P3R a une expertise reconnue sur la technologie RAFT (polymérisation radicalaire contrôlée par addition-fragmentation réversible). Ces dernières années, nous avons opéré un virage dans nos activités en évoluant vers une chimie et des matériaux plus durables. Par exemple, nous développons de nouvelles méthodologies de synthèse de polymères dégradables par polymérisation radicalaire par ouverture de cycle. Un de nos principaux axes de recherche actuels concerne les matériaux polymères dynamiques, plus particulièrement les vitrimères nanostructurés et les matériaux composites vitrimères renforcés par des fibres de carbone pour applications dans le domaine aérospatial.
L'encadrement sera assuré par Mathias Destarac (Professeur) et Stéphane Mazières (Maître de conférences).
Les travaux seront valorisés par des publications dans des journaux à facteur d'impact élevés.

Contraintes et risques

En adéquation avec une pratique classique de la chimie de synthèse