Étude des poly(2-alkyl-2-oxazoline)s munis d'extrémités hydrophobes en solution aqueuse et à linterface eau/air

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Étude, par principes premiers, des effets de la corrélation entre électrons sur les propriétés électroniques et magnétiques de polymères pontés et de supraconducteurs à haute température critique

La présente thèse traite de la description de systèmes complexes, notamment des polymères et des cuprates, par la théorie de la fonctionnelle de la densité. En premier lieu, la théorie de la fonctionnelle de la densité ainsi que différentes fonctionnelles utilisées pour simuler les matériaux à l’étude sont présentées. Plus spécifiquement, les fonctionnelles LDA et GGA sont décrites et leurs limites sont exposées. De plus, le modèle de Hubbard ainsi que la fonctionnelle LDA+U qui en découle sont abordés dans ce chapitre afin de permettre la simulation des propriétés de matériaux à forte corrélation électronique. Par la suite, les résultats obtenus sur les polymères sont résumés par deux articles. Le premier traite de la variation de la bande interdite entre les polymères pontés et leurs homologues non pontés. Le second se penche sur l’étude de polymères à faible largeur de bande interdite. Dans ce dernier, il sera démontré qu’une fonctionnelle hybride, contenant de l’échange exact, est nécessaire afin de décrire les propriétés électroniques des systèmes à l’étude. Finalement, le dernier chapitre est consacré à l’étude des cuprates supraconducteurs. La LDA+U pouvant rendre compte de la forte localisation dans les orbitales 3d des atomes de cuivre, une étude de l’impact de cette fonctionnelle sur les propriétés électroniques est effectuée. Un dernier article investiguant différents ordres magnétiques dans le La2CuO4 dopé termine le dernier chapitre. On trouve aussi, en annexe, un complément d’information pour le second article et une description de la théorie de la supraconductivité de Bardeen, Cooper et Schrieffer.

Développement de tensioactifs à base d’acides biliaires pegylés pour des applications pharmaceutiques

Les acides biliaires sont reconnus comme des tensioactifs d’origine biologique potentiellement applicables dans le domaine pharmaceutique. Leurs structures en font une plateforme idéale pour l’obtention de nouvelles architectures polymères. Des composés synthétisés par polymérisation anionique de dérivés d’oxirane comme l’oxyde d’éthylène, offre des dérivés amphiphiles pegylés démontrant des propriétés d’agrégation intéressantes en vue d’une amélioration de la biocompatibilité et de la capacité d’encapsulation médicamenteuse. Une large gamme d’acides biliaires pegylés (BA(EGn)x) a été préparée avec comme objectif premier leurs applications dans la formulation de principes actifs problématiques. Pour cela, une caractérisation rigoureuse du comportement de ces dérivés (modulation de la longueur (2 < n < 19) et du nombre de bras (2 < x < 4) de PEG) en solution a été réalisée. Dans le but d’améliorer la biodisponibilité de principes actifs lipophiles (cas de l’itraconazole), des nanoémulsions spontanées, composées de BA(EGn)x et d’acide oléique, ont été développées. L’évaluation in vitro, de la toxicité (cellulaire), et de la capacité de solubilisation des systèmes BA(EGn)x, ainsi que les paramètres pharmacocinétiques in vivo (chez le rat), suggèrent une livraison contrôlée par nos systèmes auto-assemblés lors de l’administration orale et intraveineuse. Aussi, la synthèse de copolymères en blocs en étoile à base d’acide cholique pegylés a été effectuée par polymérisation anionique par addition d’un second bloc au caractère hydrophobe de poly(éther d’allyle et de glycidyle) (CA(EGn-b-AGEm)4). Selon le ratio de blocs hydrophiles-hydrophobes CA(EGn-b-AGEm)4, des réponses thermiques en solution (LCST) ont été observées par un point de trouble (Cp) entre 8 oC et 37 oC. Un mécanisme de formation d’agrégats en plusieurs étapes est suggéré. La thiolation des allyles des PAGE permet une fonctionnalisation terminale à haute densité, comparable aux dendrimères. Les caractérisations physico-chimiques des CA(EGn-b-AGEm-NH2)4 et CA(EGn-b-AGEm-COOH)4 indiquent la formation de structures auto-assemblées en solution, sensibles à la température ou au pH. Cette fonctionnalisation élargie le domaine d’application des dérivés d’acides biliaires pegylés en étoile vers la transfection d’ADN, la livraison de siRNA thérapeutiques ou encore à une sélectivité de livraison médicamenteux (ex. sensibilité au pH, greffage ligands).

Étude du champ magnétique interne de deux matériaux magnétiques et d'un supraconducteur sans symétrie d'inversion.

Cette thèse est divisée en trois parties. Une première section présente les résultats de l'étude de la formation de polarons magnétiques liés (BMP) dans le ferroaimant EuB6 par diffusion de neutrons à petits angles (SANS). La nature magnétique du système ferromagnétique est observée sous une température critique de 15K. La signature des BMP n'apparaît pas dans la diffusion de neutrons, mais ces mesures permettent de confirmer une limite inférieure de 100\AA à la longueur de cohérence des BMP (xi_{Lower}). Dans un second temps, l'étude du LaRhSi3, un supraconducteur sans symétrie d'inversion, par muSR et ZF-muSR nous permet de sonder le comportement magnétique du système dans la phase supraconductrice. Aucun champ magnétique interne n'a été détecté en ZF-muSR sous la température critique (T_c = 2.2K). Cela indique que la phase supraconductrice ne porte pas de moment cinétique intrinsèque. L'analyse du spectre d'asymétrie sous l'application d'un champ magnétique externe nous apprend que le système est faiblement type II par l'apparition de la signature de domaines magnétiques typique d'un réseau de vortex entre H_{c1}(0) et H_{c2}(0), respectivement de 80+/- 5 et 169.0 +/- 0.5 G. Finalement, la troisième section porte sur l'étude du champ magnétique interne dans l'antiferroaimant organique NIT-2Py. L'observation d'une dépendance en température des champs magnétiques internes aux sites d'implantation muonique par ZF-muSR confirme la présence d'une interaction à longue portée entre les moments cinétiques moléculaires. Ces valeurs de champs internes, comparées aux calculs basés sur la densité de spins obtenue par calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité, indiquent que la moitié des molécules se dimérisent et ne contribuent pas à l'ordre antiferromagnétique. La fraction des molécules contribuant à l'ordre antiferromagnétique sous la température critique (T_c = 1.33 +/- 0.01K) forme des chaines uniformément polarisées selon l'axe (1 0 -2). Ces chaines interagissent antiferromagnétiquement entre elles le long de l'axe (0 1 0) et ferromagnétiquement entre les plan [-1 0 2].

Effet de la symétrie sur la supraconductivité de LaRhSi3 et la frustration magnétique du SrRE2O4 (RE = Dy ou Ho)

Dans la première partie, nous présentons les résultats de l'étude du supraconducteur sans inversion de symétrie LaRhSi3 par spectroscopie muonique. En champ nul, nous n'avons pas détecté de champ interne. Ceci indique que la fonction d'onde de l'état supraconducteur n'est pas dominée par l'état triplet. Les mesures en champ transverse de 35G présentent une transition en accord avec la transition de phase attendue sous le champ critique Hc1. Nous avons répété ces mesures pour un champ entre Hc1 et Hc2, 150G. Le spectre obtenu pour ces mesures conserve l'asymétrie et relaxe rapidement à basse température tel que prédit pour un supraconducteur dans la phase d'Abrikosov. Néanmoins, les relaxations produites par ce balayage en température présentent une transition à près de 2 fois la température critique attendue. Dans la deuxième partie de ce mémoire, nous donnons l'interprétation des résultats de la diffraction neutronique inélastique par l'étude des champs électriques cristallins. Ces mesures ont été effectuées sur des aimants frustrés SrHo2O4 et SrDy2O4 sous la forme de poudre. L'étude des niveaux produits par les champs cristallins par la méthode des opérateurs de Stevens indique une perte du moment cinétique dans les deux matériaux. Pour le SrDy2O4, l'état fondamental serait constitué de quatre états dégénérés quasi accidentellement qui portent un moment magnétique total non-nul. Toute fois, nos mesures de susceptibilité magnétique ne montrent aucun ordre au-dessus de 50mK. Pour le SrHo2O4, le fondamental est formé d'une paire accidentelle. Nous obtenons un moment magnétique de 6.94(8)$\mu_B$ ce qui s'accorde avec les données expérimentales.

Étude DFT+U des phases structurales du La2CuO4

Ce mémoire traite des propriétés du La2CuO4 dopé en trous, le premier supraconducteur à haute température critique ayant été découvert. Les différentes phases électroniques du cristal y seront présentées, ainsi que le diagramme de phases en dopage de ce matériau. Les trois structures dans lesquelles on peut retrouver ce cristal seront décrites en détail, et leurs liens présumés avec les phases électroniques seront présentés. Il s’en suivra une étude utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité combinée au modèle de Hubbard (DFT+U) des différentes phases structurales, en plus des phases antiferromagnétiques et paramagnétiques. L’effet de la corrélation électronique sur la structure cristalline sera également étudié par l’intermédiaire du paramètre de Hubbard. Le but sera de vérifier si la DFT+U reproduit bien le diagramme de phases expérimentales, et sous quelles conditions. Une étude des effets de l’inclinaison des octaèdres d’oxygène sur la structure électronique sera également présentée.

Analyse des propriétés électroniques de supraconducteurs à l’aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité

Cette thèse traite de la structure électronique de supraconducteurs telle que déterminée par la théorie de la fonctionnelle de la densité. Une brève explication de cette théorie est faite dans l’introduction. Le modèle de Hubbard est présenté pour pallier à des problèmes de cette théorie face à certains matériaux, dont les cuprates. L’union de deux théories donne la DFT+U, une méthode permettant de bien représenter certains systèmes ayant des électrons fortement corrélés. Par la suite, un article traitant du couplage électron- phonon dans le supraconducteur NbC1−xNx est présenté. Les résultats illustrent bien le rôle de la surface de Fermi dans le mécanisme d’appariement électronique menant à la supraconductivité. Grâce à ces résultats, un modèle est développé qui permet d’expliquer comment la température de transition critique est influencée par le changement des fré- quences de vibration du cristal. Ensuite, des résultats de calcul d’oscillations quantiques obtenus par une analyse approfondie de surfaces de Fermi, permettant une comparaison directe avec des données expérimentales, sont présentés dans deux articles. Le premier traite d’un matériau dans la famille des pnictures de fer, le LaFe2P2. L’absence de su- praconductivité dans ce matériau s’explique par la différence entre sa surface de Fermi obtenue et celle du supraconducteur BaFe2As2. Le second article traite du matériau à fermions lourds, le YbCoIn5. Pour ce faire, une nouvelle méthode efficace de calcul des fréquences de Haas-van Alphen est développée. Finalement, un dernier article traitant du cuprate supraconducteur à haute température critique YBa2Cu3O6.5 est présenté. À l’aide de la DFT+U, le rôle de plusieurs ordres magnétiques sur la surface de Fermi est étudié. Ces résultats permettent de mieux comprendre les mesures d’oscillations quan- tiques mesurées dans ce matériau.

Analyse comparée de l'efficacité des programmes de conversion de titres de dette en prise de participation en Argentine, au Chili et au Mexique comme solution partielle à leur niveau d'endettement critique

Cet ouvrage comporte d'abords une mise en situation décrivant le contexte économique qui mena à la crise du début des années 1980 et à la mise sur pieds de nouveaux mécanismes financiers visant le ré-équilibre des économies en difficulté. Parmi l'ensemble des nouveaux types de transactions, les conversions de titres de dette en prise de participation (Debt for Equity Swaps: DES) sont étudiées en particulier à cause des nombreux avantages qu'elles comportent. Dans un contexte de déséquilibres interne et externe graves tel ceux vécus par certains pays d'Amérique latine, ces conversions semblent en effet très appropriées grâce à leur contribution à réduire l'encours de la dette extérieure et à augmenter le niveau des investissements, tout en limitant les pertes des banques prêteuses. L'analyse des programmes DES de l'Argentine, du Chili et du Mexique est faite à trois niveaux: le comportement des principaux indicateurs économiques est observé avant et après la mise en application des programmes, les avantages que les investisseurs et les pays débiteurs ont pu tirer des transactions sont ensuite mesurés en termes monétaires, et finalement, une étude des clauses particulières à chaque programme permet de terminer l'étude de l'efficacité des démarches de chaque pays pour retrouver un certain équilibre économique. Chacun des trois pays étudiés a démontré une certaine force en particulier. L'Argentine est le pays qui a le mieux profité de la décote de sa dette sur le marché secondaire et ainsi réussit à réduire son encours avec des escomptes considérables. Le volume des transactions fut cependant minime. C'est le Chili qui a pu radier la plus forte proportion de sa dette totale grâce aux transactions DES. Finalement, le Mexique s'est démarqué par l'importance des avantages qu'il a offerts aux investisseurs lors de la conversion des titres. L'étude permet de conclure que les transactions DES ont en effet un potentiel très intéressant comme outil de redressement pour un pays ne pouvant plus assumer le niveau de sa dette, mais ce, à condition que la mise sur pieds des programmes coïncide avec une prise en charge globale des économies. Le succès d'un programme dépend en grande partie de la confiance des investisseurs internationaux et des banques en la volonté de chaque état à adopter les mesures d'ajustement qu'impose leur situation critique.

Perturbation of critical solution temperatures by impurity doping

An expression is developed for the variation of the critical solution temperature of a binary liquid system when a third component (dopant) is added, using an extension of the regular solution theory. The model can be used for UCST, LCST and for closed loop systems and has the correct features in the limiting cases.

The key role of polymer grafted nanoparticles in the phase miscibility of an LCST mixture

Blends of bromo-terminated polystyrene (PS-Br) and poly(vinyl methylether) (PVME) exhibit lower critical solution temperatures. In this study, PS-Br was designed by atom transfer radical polymerization and was converted to thiol-capped polystyrene (PS-SH) by reacting with thiourea. The silver nanoparticles (nAg) were then decorated with covalently bound PS-SH macromolecules to improve the phase miscibility in the PS-Br-PVME blends. Thermally induced demixing in this model blend was followed in the presence of polystyrene immobilized silver nanoparticles (PS-g-nAg). The graft density of the PS macromolecules was estimated to be ca. 0.78 chains per nm(2). Although the matrix and the grafted molecular weights were similar, PS-g-nAg particles were expelled from the PS phase and were localized in the PVME phase of the blends. This was addressed with respect to intermediate graft density and favourable PS-PVME contacts from microscopic interactions point of view. Interestingly, blends with 0.5 wt% PS-g-nAg delayed the spinodal decomposition temperature in the blends by ca. 18 degrees C with respect to the control blends. The scale of cooperativity, as determined by differential scanning calorimetry, increased only marginally in the case of PS-g-nAg; however, it increased significantly in the presence of bare nAg particles.

Study on the UCST and LCST in PHB/PBHE-solvent system

Upper and lower critical solution temperature (UCST and LCST) behaviours have been examined for solution of PHB/PBHE blends in chloroform and chlorobenzene. Polymer-Solvent systems prepared with various solvents and concentrations were found to possess UCST and LCST characteristics. PHB/PBHE solution in chloroform displayed greater miscibility temperature region than that of the blend in chlorobenzene, but the relative tendency of both UCST and LCST were similar.

Development of a LCST membrane forming system for cellulose acetate ultrafiltration hollow fiber

A novel lower critical solution temperature (LCST) membrane forming system containing cellulose acetate (CA)/poly (vinyl pyrrolidone) (PVP 3 60K)/N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)/1,2-propanediol with a weight ratio of 24.0:5.0:62.6:8.4 had been developed. CA hollow fiber ultrafiltration (UF) membranes were fabricated using the dry-wet spinning technique. The fibers were post-treated with a 200 mg/L hypochlorite solution over a period of 6 It at pH 7. The experimental results showed that water flux of a membrane decreased while retention increased with increasing CA concentration in a dope. It was concluded that the membrane pore size decreased with increasing CA concentration. The membrane fouling tendency for BSA was 3 times higher than that for PVP 24K. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

The politics of hazard: imminent critique and deconstruction of ecological modernisation in Ireland

This dissertation sets out to provide immanent critique and deconstruction of ecological modernisation or ecomodernism.It does so, from a critical social theory approach, in order to correctly address the essential issues at the heart of the environmental crisis that ecomodernism purports to address. This critical approach argues that the solution to the environmental crisis can only be concretely achieved by recognising its root cause as being foremost the issue of material interaction between classes in society, and not simply between society and nature in any structurally meaningful way. Based on a metaphysic of false dualism, ecological modernisation attributes a materiality of exchange value relations to issues of society, while simultaneously offering a non- material ontology to issues of nature. Thus ecomodernism serves asymmetrical relations of power whereby, as a polysemic policy discourse, it serves the material interests of those who have the power to impose abstract interpretations on the materiality of actual phenomena. The research of this dissertation is conducted by the critical evaluation of the empirical data from two exemplary Irish case studies. Discovery of the causal processes of the various public issues in the case studies and thereafter the revelation of the meaning structures under- pinning such causal processes, is a theoretically- driven task requiring analysis of those social practices found in the cognitive, cultural and structural constitutions respectively of actors, mediations and systems.Therefore, the imminent critique of the case study paradigms serves as a research strategy for comprehending Ireland’s nature- society relations as influenced essentially by a systems (techno- corporatist) ecomodernist discourse. Moreover, the deconstruction of this systems ideological discourse serves not only to demonstrate how weak ecomodernism practically undermines its declared ecological objectives, but also indicates how such objectives intervene as systemic contradictions at the cultural heart of Ireland’s late modernisation.

Étude critique de la densité électronique et des températures (excitation et ionisation) d'un plasma d'aluminium induit par laser

La caractérisation de matériaux par spectroscopie optique d’émission d’un plasma induit par laser (LIPS) suscite un intérêt qui ne va que s’amplifiant, et dont les applications se multiplient. L’objectif de ce mémoire est de vérifier l’influence du choix des raies spectrales sur certaines mesures du plasma, soit la densité électronique et la température d’excitation des atomes neutres et ionisés une fois, ainsi que la température d’ionisation. Nos mesures sont intégrées spatialement et résolues temporellement, ce qui est typique des conditions opératoires du LIPS, et nous avons utilisé pour nos travaux des cibles binaires d’aluminium contenant des éléments à l’état de trace (Al-Fe et Al-Mg). Premièrement, nous avons mesuré la densité électronique à l’aide de l’élargissement Stark de raies de plusieurs espèces (Al II, Fe II, Mg II, Fe I, Mg I, Halpha). Nous avons observé que les densités absolues avaient un comportement temporel différent en fonction de l’espèce. Les raies ioniques donnent des densités électroniques systématiquement plus élevées (jusqu’à 50 % à 200 ns après l’allumage du plasma), et décroissent plus rapidement que les densités issues des raies neutres. Par ailleurs, les densités obtenues par les éléments traces Fe et Mg sont moindres que les densités obtenues par l’observation de la raie communément utilisée Al II à 281,618 nm. Nous avons parallèlement étudié la densité électronique déterminée à l’aide de la raie de l’hydrogène Halpha, et la densité électronique ainsi obtenue a un comportement temporel similaire à celle obtenue par la raie Al II à 281,618 nm. Les deux espèces partagent probablement la même distribution spatiale à l’intérieur du plasma. Finalement, nous avons mesuré la température d’excitation du fer (neutre et ionisé, à l’état de trace dans nos cibles), ainsi que la température d’ionisation, à l’aide de diagrammes de Boltzmann et de Saha-Boltzmann, respectivement. À l’instar de travaux antérieurs (Barthélémy et al., 2005), il nous est apparu que les différentes températures convergeaient vers une température unique (considérant nos incertitudes) après 2-3 microsecondes. Les différentes températures mesurées de 0 à 2 microsecondes ne se recoupent pas, ce qui pourrait s’expliquer soit par un écart à l’équilibre thermodynamique local, soit en considérant un plasma inhomogène où la distribution des éléments dans la plume n’est pas similaire d’un élément à l’autre, les espèces énergétiques se retrouvant au cœur du plasma, plus chaud, alors que les espèces de moindre énergie se retrouvant principalement en périphérie.

Création : Dieu reconnaîtra les seins (roman). Travail critique : l'humour dans Au bonheur des ogres de Daniel Pennac : étude des parenthèses

Ce mémoire en création littéraire se compose de deux parties. La première, un roman intitulé « Dieu reconnaîtra les seins », suit les aventures de Caroline, jeune femme dans la trentaine qui, ayant subi une ablation des seins, voit sa vie basculer alors qu'elle tente de trouver une solution médico-esthétique à sa situation. Le ton enjoué du roman permet d'aborder l'aspect tragique de la vie de Caroline de façon légère. Il permet également, sous forme d'humour ironique, absurde ou même noir, de soulever des thèmes universels tels que l'amour, la solitude, le désespoir, la pauvreté et la mort. Ainsi porté, le récit évolue vers une vision tant impitoyable que bienveillante de l'humain qui, à travers les événements à la fois médiocres et grandioses de la vie de Caroline, trouve sa place dans un univers pourtant hostile. La deuxième partie du mémoire se consacre à l'étude de l'humour dans « Au bonheur des ogres » de Daniel Pennac, et plus particulièrement, à l'humour inséré entre parenthèses. Pennac utilise abondamment ce procédé humoristique, créant ainsi un récit polyphonique où plusieurs niveaux narratifs entrent en dialogue. Trois types d'humour présents dans les parenthèses sont analysés, à savoir l'humour noir, l'humour absurde et l'ironie. Cet essai fait donc écho au roman en ce qu'il se penche sur l'humour et l'ironie comme procédés littéraires.