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Accueil du site > Recherche > Projets > Thème Fluides & Matériaux Complexes > Encapsulation, stabilization, controlled release of organic molecules in fibrous clays

Encapsulation, stabilization, controlled release of organic molecules in fibrous clays

- Leader : Chaze Anne-Marie

- Collaborators within the LPMC : Giulieri Françoise

- External Collaborators : Burr A., Cerreti E. (CEMEF / Mines-ParisTech), Volle N. (Pigm’Azur)

- Technological platforms : Center for Micro & Nanorheometry, Thermal, mechanical, and rheological analysis

- Description :

Le contrôle de l’insertion et de l’organisation de molécules organiques dans des cavités micrométriques ou nanométriques, associé au relargage et à la fixation de ces molécules, est un challenge crucial (C. Sanchez et al., J. Mater. Chem. 15, 3559 2005)). On s’intéresse au comportement d’argiles fibreuses : les palygorskites (attapulgites et sépiolite) qui, beaucoup moins utilisées que les argiles plaquettaires, présentent la particularité d’être neutre, de posséder des tunnels et canaux de taille nanométrique fixe et une très grande surface spécifique (sépiolite 300-380 m2/g). Nous avons mis au point un procédé breveté[1] qui permet d’introduire des molécules organiques aussi bien dans les tunnels que dans les canaux de l’argile (S. Ovarlez et al., Chemistry a European Journal, 15, 11326 (2009)) et de former des complexes argile/molécule organique. Ces molécules qui sont d’origine naturelle ou synthétique subissent une modification lors de l’incorporation dans un milieu confiné et interagissent avec la surface de l’argile. La mise au point de procédés de fabrication a conduit à l’élaboration de pigments bleus, stables, naturels, du type « Bleu Maya » qui associent la couleur de la molécule organique à la résistance de la fibre inorganique. Ces pigments, nanocomposites hybrides inorganiques/organiques, peuvent entrer alors dans la formulation de peintures naturelles et de produits connexes non polluants. Notre capacité à contrôler leur relargage par « décomplexation », en fonction des conditions de dispersion, liée à un changement de milieu, à une évolution dans le temps ou à une variation de température, ouvre la voie à l’obtention de propriétés novatrices dans le domaine de la protection et du relargage de molécules actives.

Nous avons montré l’intérêt que des systèmes du type « pigment Maya » peuvent présenter aujourd’hui comme pigment dans les peintures, comme vecteur dans le transport et la délivrance de principe actif ou comme renfort / colorant dans les élastomères.

Le projet consiste alors à prolonger et consolider les résultats prometteurs déjà obtenus en termes de maîtrise de procédé dans les domaines :

  • des colorants pour compléter la palette de couleurs : jaune, vert, pourpre, rouge à partir de molécules acceptées dans les colorants alimentaires et adapter le procédé breveté à l’extraction de molécules colorantes issues de la biomasse. Ces colorants seront utilisés en cosmétique, dans les peintures et matières plastiques ;
  • de l’adhésion aux supports des peintures formulées à partir des pigments naturels ;
  • des principes actifs : médicaments, pesticides, fongicides. Les argiles minérales présentent d’excellentes propriétés, elles sont non-toxiques, biocompatibles et prometteuses pour le relargage contrôlé. Les argiles, en particulier les smectites (plaquettaires), sont déjà largement utilisées en tant qu’excipent, lubrifiant, agent de dispersion pour la formulation de produits pharmaceutiques. En collaboration avec la Valorisation pour soutenir notre brevet, nous allons mettre au point des procédés permettant de contrôler le relargage de principes actifs intéressant l’industrie. De nouveaux nano-bio-hybrides associant efficacité et sécurité comme vecteur de molécules est un axe en développement ;
  • du renfort par introduction de principes actifs dans la sépiolite en vue de favoriser la croissance osseuse dans l’environnement des hybrides collagène/sépiolite (contrôle du relargage et des propriétés mécaniques) ou bien pour le revêtement et le scellement de prothèse dentaire.

Ces matériaux s’inscrivent dans un axe de développement durable aussi bien par la synthèse des pigments et les milieux utilisés pour la formulation (chimie verte) que par le procédé de fabrication (procédé durable).

|1] Brevet de procédé de fabrication déposé le 17 décembre 2007.

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes, Magnétorhéologie - Nanomatériaux