Invitation These racha

SOUTENANCE DE THESE
'Solid supported lipid monolayer:
from biophysical properties to sensor application’
présentée par
Racha El Zein
Le 15 mai 2013 à 9h30
Salle Raymond Kern, CINaM
Devant un jury composé de:
Thierry Charitat, Rapporteur
Catherine Henry de Villeneuve, Examinatrice
Dominique Ausserré, Rapporteur
Pierre-Henri Puech, Examinateur
Hervé Dallaporta, Directeur
Anne Charrier, Directrice
Le but de ce projet est d'étudier les propriétés mécaniques et électriques d'une monocouche de
phospholipide supportée sur silicium en vue de son utilisation comme diélectrique de grille dans
un biocapteur à transistor à effet de champ.
Ces monocouches de 3 nm d'épaisseur sont formées par fusion de vésicules directement à la
surface du silicium. Les lipides que nous utilisons possèdent des triples liaisons dans leurs
chaînes alkyles permettant une polymérisation radicalaire dans le plan de la monocouche.
Nous montrons que cette polymérisation stabilise la monocouche à l’air et améliore sa
résistance mécanique. Les mesures ont été réalisées par mesure de force par microscopie à
force atomique, la force de ‘rupture’ de la monocouche par la pointe AFM augmentant après
polymérisation. L'étude de la force en fonction de la vitesse d'approche de la pointe nous a
permis de montrer que la rupture de la couche est un phénomène activé qui dépend de la
vitesse. Nous avons pu ainsi déterminer pour chacune des deux surfaces, polymérisées ou pas,
l'énergie d'activation de rupture de la couche du système couche/pointe ainsi qu’une estimation
du module de Young. Ces deux grandeurs qui augmentent après polymérisation montrent une
nette amélioration des propriétés mécaniques. Nous nous intéressons également aux propriétés
électriques de ces monocouches. Nous avons réalisé des mesures Courant-Tension I(V) à partir
desquelles nous avons pu déterminer la résistance de la couche, les densités de courant de fuite
ainsi que la tension de claquage. Les résultats obtenus démontrent que ces monocouches
ultrafines possèdent de très bonnes propriétés isolantes. De plus nous avons révélé la propriété
tout à fait intéressante d’auto-régénération de la monocouche isolante après claquage à l'air et
à température ambiante en quelques minutes seulement En conclusion, nous pouvons dire que
la polymérisation de la monocouche de lipide induit des améliorations drastiques de ses
propriétés nano-mécaniques et électriques et fait d'elle un matériau très prometteur pour son
utilisation dans des procédés avancés.