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Nous avons mis au point un système expérimental modèle d'adhésion spécifique entre deux surfaces fluides sur lesquelles diffusent des protéines de type ligand-récepteur. Nous avons notamment voulu relier la mesure d'une énergie d'adhésion macroscopique à son moteur microscopique, la formation de liens spécifiques. Pour mesurer une énergie macroscopique d'adhésion, nous avons utilisé des gouttelettes d'émulsion. Lorsqu'elles adhèrent, les gouttelettes se déforment. Le gain de surface permet d'accéder à l'énergie d'adhésion. Comme moteur de l'adhésion spécifique, nous avons utilisé le couple modèle streptavidine/biotine. Les gouttelettes d'émulsion sont fonctionnalisées avec ces protéines ligantes. Amenées par gravité en présence de bicouches lipidiques supportées fluides dont une fraction des lipides porte les protéines réceptrices, les gouttelettes adhèrent spécifiquement aux bicouches lipidiques. Nous avons mené une étude statique de cette adhésion. Grâce à différentes techniques de fluorescence (épifluorescence, FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy), dosages en retour) nous avons quantifié le nombre de protéines mises en jeu dans nos patches adhésifs afin de le comparer à l'énergie de déformation de la goutte. Nous avons pu observer que l'énergie d'adhésion est proportionnelle à l'énergie d'un lien. Par ailleurs, des mesures en RICM (Reflection Iterference Contrast Microscopy) nous ont permis d'étudier la dynamique de croissance du patch adhésif. Nous avons pu mettre en évidence une croissance diffusive et quasistatique de la zone de contact. En jouant sur les quantités de protéines mises en jeu ainsi que sur leur nature (longueur des liens), nous avons exploré les différentes situations statiques et dynamiques de l'adhésion dans notre système modèle. Nous avons notamment mis en évidence les effets de compressibilité des films adhésifs qui apportent de nouvelles clés pour envisager l'adhésion cellulaire.

Water-in-oil emulsion drops are formed and stabilized with phospholipids which can adhere and form a bilayer. Using microfluidics, adhesive drop pairs are then trapped and submitted to an ac electric field. We observe three distinct states as a function of the adhesion energy and the electric field intensity. The pair can be either stable, though slightly deformed, or unzip and separate, or coalesce. The frontiers between the different states directly reflect vesicle detachment forces and electroporation theories. The experimental approach that we propose for probing liquid interface wetting between monolayers allows us to finely tuned the tension in the bilayer and gives access to bilayer unzipping.

We introduce an approach for forming bilayer polymer membranes by adhesion of amphiphile-laden interfaces. This adhesion is induced by a reduction of solvent quality for the amphiphilic diblock copolymers through selective evaporation of good solvent in the solvent mixture. By combining this membrane formation mechanism with a double-emulsion-templated approach for vesicle formation, we fabricate monodisperse polymersomes that exhibit excellent membrane uniformity, and structural stability, using a method that has high encapsulation efficiency. Moreover, we also show that the technique is versatile and can be applied to different block copolymers. The ability to direct the assembly of amphiphiles into a membrane creates new opportunities to engineer the structures of vesicles on the level  of the individual bilayer leaflets.

The phase inversion that undergoes an emulsion while being sheared is a sudden phenomenon that is still puzzling. In this Letter, we report an experimental investigation on propagative coalescence by using a microfluidic device where a calibrated two-dimensional emulsion is created and destabilized. The velocity of propagation and the probability of the coalescence are reported as a function of the size and the spatial distribution of the drops, respectively. We then discuss the efficiency of this novel scenario of phase inversion and suggest that inversion can be favored by the existence of a drop size distribution.

The polymerization of actin in filaments generates forces that play a pivotal role in many cellular processes. We introduce a novel technique to determine the force-velocity relation when a few independent anchored filaments grow between magnetic colloidal particles. When a magnetic field is applied, the colloidal particles assemble into chains under controlled loading or spacing. As the filaments elongate, the beads separate, allowing the force-velocity curve to be precisely measured. In the widely accepted Brownian ratchet model, the transduced force is associated with the slowing down of the on-rate polymerization. Unexpectedly, in our experiments, filaments are shown to grow at the same rate as when they are free in solution. However, as they elongate, filaments are more confined in the interspace between beads. Higher repulsive forces result from this higher confinement, which is associated with a lower entropy. In this mechanism, the production of force is not controlled by the polymerization rate, but is a consequence of the restriction of filaments' orientational fluctuations at their attachment point.