Molécules et matériaux photochromes : présentation, caractéristiques et applications

INTRODUCTION

1 - PRÉSENTATION GÉNÉRALE

• 1.1 - Définitions
  Figure 1 - Principe et définitions du photochromisme : réaction, photochrome type T et type P – Spectres d’absorption
• 1.2 - Grandes familles de photochromes organiques

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  Figure 2 - Exemples de molécules photochromes étudiées entre 1867 et 1950 Figure 3 - Isomérisation du stilbène et de l'azobenzène Figure 4 - Transfert de proton photo-induit dans le cas des anils, des dinitrobenzylpyridines et des cétones hétérocycliques Figure 5 - Réaction réversible de photodissociation de l’hexaarylbiimidazole HABI Figure 6 - Photoisomérisation des spiropyranes et spirooxazines Figure 7 - Photoisomérisation des fulgides, fulgimides et diaryléthènes Figure 8 - Réaction de photocyclisation du cis-stilbène suivie de la réaction d’élimination en présence de dioxygène Figure 9 - Formule générale de différents dithiényléthènes

2 - CARACTÉRISATION DES PROPRIÉTÉS DU PHOTOCHROMISME

• 2.1 - Détermination des paramètres spectroscopiques et cinétiques
  Tableau 1 - Valeurs de λ max, ε, k Δ, ϕ A–B, ϕ B–A pour plusieurs molécules [...]
• 2.2 - État photo-stationnaire (EPS)
• 2.3 - Rendement quantique
  Figure 10 - Réaction photochronique pour la diaryléthène (CMTE) [51] Figure 11 - Réaction photochrome dans le cas de l’aberchrome TM540
• 2.4 - Résistance à la fatigue

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3 - OPTIMISATION DES PROPRIÉTÉS PHOTOCHROMES

• 3.1 - Comprendre les mécanismes réactionnels (états excités)
  Figure 13 - Photocyclisation d’une dithyénylethène simple – Photochrome de type P Figure 14 - Expériences pompe-sonde Figure 15 - Exemple d’étude par des spectroscopies résolues en temps femtoseconde et picoseconde d’une molécule photochrome Figure 16 - Exemple d’étude par des spectroscopies résolues en temps nanoseconde et microseconde d’une molécule photochrome
• 3.2 - Relation structure – Propriétés
  Figure 17 - Relation structure – couleur dans le cas d’une série de monocristaux de la famille des dithiényléthènes (adapté avec l’autorisation de Single-crystalline photochromism of diarylethenes. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 2004, vol. 77, 2, p. 195-210) [78] Figure 18 - Forme anti-parallèle et parallèle d’un dithiényléthène Figure 19 - Réaction réversible de photodissociation d’un hexaarylbiimidazole HABI optimisé pour une réaction de recombinaison très rapide Figure 20 - Forme zwitterionique et quinonique de la forme colorée des spiropyranes et spirooxazines
• 3.3 - Mise en forme des matériaux

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  Figure 21 - Cristal photochrome irradié par le dessus au moyen d’une source lumineuse (adapté avec la permission de Photocyclization/cycloreversion quantum yields of diarlethenes in single crystals. Journal of Physical Chemistry A. 2002, vol. 106, 1, p. 209-214. Copyright 2018 American Chemical Society) [57]

4 - APPLICATIONS : CAS CONCRETS ET PERSPECTIVES D’AVENIR

• 4.1 - Photochromisme au quotidien
• 4.2 - Lunettes photochromes
  Figure 22 - Lunettes photochromes (Verres Transitions – Source Essilor)
• 4.3 - Objets et textiles photochromes
  Figure 23 - Exemples d’objets photochromes
• 4.4 - Applications de demain

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  Figure 24 - Schéma de l’utilisation des photochromes dans les systèmes de stockage de l’information Figure 25 - Photostructuration d’un film constitué d’une couche supérieure d’un dérivé azobenzène et d’une couche inférieure fluorescente par ADP (adapté avec la permission de two-photon fluorescent holographic rewritable micropatterning. Journal of the American Chemical Society. 2007, vol. 129, 29, p. 8970-8971. Copyright 2018 American Chemical Scociety) [111] Figure 26 - Illustration du travail photomécanique exercé par une aiguille microcristalline de diaryléthène (adapté avec la permission de A Diarylethene Cocrystal that Converts Light into Mechanical Work. Journal of the American Chemical Society. 2010, vol. 132, 40, p. 14172-14178. Copyright 2018 American Chemical Scociety) [119] Figure 27 - Modulation de l’hydrophobicité d’une surface microcristalline de photochromes. Figure 28 - Images de filaments d’actines obtenues par microscopie de fluorescence confocale et de haute résolution (PALM) en utilisant la protéine fluorescente et photochrome Dronpa [128] (reproduit avec accord de la RSC)

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

7 - SYMBOLES

TEST DE VALIDATION