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Une gamme de pigments hybrides organiques – inorganiques « de la recherche à l’entreprise »

Nicolas Volle

à 11h en salle C. Brot

Ce projet de pigments innovants est issu d’une démarche scientifique archéo-inspirée. Cette innovation remonte à l’activité des Mayas au Ve siècle de notre ère ! Le peuple Maya qui est connu pour ses travaux en astronomie comptait aussi d’excellents chimistes. Il savait fabriquer des pigments hybrides inorganiques-organiques, l’un des premiers nanocomposites antiques, grâce à la connaissance de leur environnement et des matériaux locaux. Il connaissait le secret de la protection des molécules colorantes organiques issues des plantes. En cherchant à redécouvrir les secrets de fabrication des couleurs Mayas, nous avons acquis des connaissances sur l’introduction, la stabilisation et la protection de molécules organiques dans des matrices argiles, sépiolite principalement. Une partie de ce travail a fait l’objet d’un brevet procédé (UNS 2007). Les pigments hybrides alors obtenus conservent les propriétés intrinsèques de l’argile inorganique avec les qualités des colorants organiques. Les propriétés de l’argile sont nombreuses, renfort, adhésion, organisation, rhéologie, dureté, ce qui donne au pigment des propriétés multifonctionnelles. Nous avons observé qu’après incorporation de molécules colorantes, des groupements en surface de l’argile sont toujours libres ce qui permet de greffer d’autres molécules présentant des fonctionnalités complémentaires. Le contrôle sélectif de ces surfaces favorise l’adaptabilité des pigments aux milieux dans lesquels ils vont être incorporés. Une bonne maîtrise du procédé et de la chimie des surfaces de la sépiolite permet d’élaborer un nanomatériau avec des propriétés prédéterminées. Nous avons clairement montré que le nanopigment est une charge renforçante ce qui permet d’élaborer des nanocomposites hybrides organiques-inorganiques-organiques multi-échelles et multifonctionnels. Le rôle prépondérant de l’interface charges / matrice pour élaborer un composite a été montré. Nous avons réussi à expliquer des phénomènes nanométriques (dispersion), voire moléculaires (interactions) à partir de méthodes de caractérisation macroscopiques (traction monotone). Et inversement nous sommes parvenus aussi à expliquer l’origine de phénomènes à l’échelle macroscopique (stabilité thermique, renfort mécanique) par des analyses nanométriques (dispersion et distribution) et moléculaires (greffage sélectif). La fabrication de couleurs stables qui entrent dans la dénomination du naturel avec un procédé de fabrication éco-compatible présente un grand intérêt auprès des industriels de la cosmétique, des peintures et des produits connexes (polymères, cuirs, encres, fibres textiles…). Une validation de ces pigments par certains industriels nous incite à créer une entreprise. Ce projet de création d’entreprise pourrait être un bel aboutissement de ces travaux de recherche.

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes