Institut Charles Sadron News

Dans le cadre de la supervision conjointe d’un doctorant, des chercheurs de l’Institut Charles Sadron et de l’Institut Laue Langevin ont utilisé la diffusion des neutrons pour déterminer la conformation moyenne des chaînes de polyélectrolytes deutérées individuelles dans des films multicouches composés de poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS) et de poly(chlorhydrate d’allylamine) (PAH). Les pelotes deutérées de PSS sont diluées avec des pelotes non deutérées de la même masse molaire, ce qui réduit le chevauchement pelote-pelote des pelotes deutérées voisines et permet de déterminer les rayons de giration (Rg,x, Rg,y et Rg,z) par diffusion de neutrons à incidence rasante. Alors qu’en solution et dans les complexes de polyélectrolytes en équilibre Rg,x = Rg,y = Rg,z, on observe dans les films LbL de polyélectrolytes de type solide (Rg,x = Rg,y) > Rg,z. Ce travail fournit la première preuve quantitative directe que la conformation des chaînes PSS individuelles dans un film multicouche préparé par trempage à partir de solutions de NaCl 2 M est de la forme d’une pelote aplatie avec un facteur d’asymétrie de plus de sept. Cette asymétrie structurelle des chaînes de polymères est plus élevée pour les films assemblés par pulvérisation et par enduction centrifuge, ce qui témoigne de l’effet mémoire des films multicouches en ce qui concerne le processus de dépôt. Grâce à la très haute résolution des instruments modernes, il a également été constaté que la stœchiométrie de charge entre les polyanions et les polycations n’est pas localement respectée dans la direction Z, une indication supplémentaire que les complexes de polyélectrolytes dans le film LbL ne sont pas à l’équilibre. Cette étude contribue à une meilleure compréhension de la formation des films multicouches de polyélectrolytes, de leur structure interne et des propriétés des matériaux qui dépendent de la structure. Ce travail a été publié dans Nature Communications.