ANR TACTIL (Projet-ANR-19)

Nouvel fibre textile intelligente photoactivable utilisant des photocommutateurs type diarylethene

Récemment, nous avons étudié un film mince intelligent subissant des déformations macroscopiques sous irradiation UV/visible. Il s’obtient par mélange (en solution) d'un photochrome dithiényléthène (DTE) fonctionnalisé par des uréidopyrimidinones (UPy)  avec un élastomère fonctionnalisé de la même manière. Dans la continuité de ces résultats, le projet TACTIL vise à élaborer une fibre textile photo-mécanique par un gainage via le procédé de revêtement par immersion. À partir du système existant, nous optimiserons la nature des photocommutateurs/élastomères pour obtenir de bonnes propriétés photomécaniques et d’adhérence à la fibre. En termes de chimie de synthèse, en plus de l'approche supramoléculaire , un système covalent combinant un DTE fonctionnalisé par des aminoboranes avec un élastomère diol téléchélique sera exploré. Ce projet réunira 5 partenaires couvrant la photochimie, la science des matériaux, la chimie des DTE/élastomère, la mécanique et la fonctionnalisation de fibre.

Le concept de base de ce projet est basé sur le nouveau film mince mécano-photoactif mélangeant une dithienylethene A (photocommutateur organique) fonctionnalisé avec des ureidopyrimidinone (UPy) avec elastomère B poly(éthylène-1, 2-butylène) pareillement bifonctionnalisé. Le mélange de ces deux composés conduit à un assemblage supramoléculaire non covalent où les sous-unités sont empilées les unes aux autres via des liaisons hydrogène quadruples. À l'heure actuelle, ce système déjà existant (A + B) montre des comportements distincts sous irradiation UV ou visible, mais aucune rationalisation ni prédiction de la forme macroscopique n'a été atteinte. De plus, la réversibilité UV/vis n'a pas été observée à l'heure actuelle. Notre projet vise à synthétiser, rationaliser et contrôler via une approche  multi-échelle, multi-physique et de design moléculaire, un nouveau film mince (A + B') avec un comportement photosensible réversible et prédictif.


New generation of light activated smart fibres using diarylethene photoswitches.

Recently, we have investigated a smart thin film displaying drastic macroscopic shape changes under UV/visible light. The film is elaborated by mixing in solution an ureidopyrimidinone (UPy) functionalized dithienylethene (DTE) A, well known photoswitch, with an UPy functionalized elastomer B. In continuity with our preliminary results, the TACTIL project aims to elaborate a photomechanical fiber by dip-coating deposition of a photoresponsive layer along a suitable fiber. Starting from (A+B) system, we will optimize the nature of both photoswitches and elastomers to obtain good photomechanical properties and strong adhesion to the fiber. In terms of synthetic chemistry, apart the Upy approach, an original covalent system combining a aminoborane functionalized-DTE (A’) with an elastomeric telechelic di-diol (B’) will be explore. This 4 years project gathers together 5 partners covering Photochemistry, Material Science, DTE/Elastomer chemistry, Mechanics and textile Fiber processing.

The core concept of this project is based on novel mechano-photoactive thin film mixing a ureidopyrimidinone (UPy) functionalized dithienylethene A, well known organic photoswitch,  with an UPy functionalized poly(ethylene-1,2-butylene) elastomer B . The similar functionalization leads to a non-covalent supramolecular assembly where the subunits are stacked to each other via quadruple hydrogen bonds. At the present time, this already existing system (A+B) shows distinct behaviors under UV or visible light irradiation but no rationalization nor prediction of the macroscopic changing shape has been achieved. Moreover, full UV/Vis reversibility has not yet been observed. Our project aims at synthesizing, rationalizing and then controlling using a multi-scale, multi-physics and molecular design, a novel thin film (A+B’) with reversible photo-responsive behavior. This four year project will gather togheter 5 Frenchs partners covering Photochemistry, Material Science, Macro and micro-Mecanic and Computational chemistry.

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PARTENAIRES

LAboratoire de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE)