Science des matériaux

L'incorporation de charges minérales dans un élastomère afin d'obtenir un matériau composite homogène requiert beaucoup d'énergie. De plus, l'homogénéité du mélange à l'échelle mésoscopique qui contrôle en partie les propriétés mécaniques du matériau n'est pas garantie. Ce problème est bien entendu crucial lors de la fabrication du composant principal d'un pneumatique. Un mélange homogène peut être obtenu à l'échelle des particules à partir d'une solution aqueuse. Nous avons récemment démontré que le contrôle de la transition sol-gel d'une dispersion colloïdale contenant du caoutchouc naturel, un élastomère extrait de l'Hévéa sous forme d'une émulsion (latex), et du noir de carbone peut conduire à la fabrication d'un matériau composite homogène. Une des questions fondamentales à élucider est de comprendre l'origine de la forte réactivité entre les deux classes de particules et donc des interactions mises en jeu lors de ce phénomène remarquable d'hétéroagrégation irréversible.

Partenariat industriel : Michelin

Nous avons élaboré un procédé de fabrication de capsules à coeur liquide possédant une membrane fine d'hydrogel. Les capsules résultent de la gélification d'une solution d'alginate enrobant une goutte liquide (une huile ou bien une solution aqueuse) formée par coextrusion en régime goutte à goutte (voir vidéo). Ces capsules sont par exemple utilisées en cosmétique pour encapsuler des principes actifs ou bien peuvent servir de réacteurs biologiques  pour  la culture cellulaire. Nous étudions les propriétés de transport de molécules à travers la membrane l'hydrogel ainsi que les propriétés mécaniques de la membrane. De plus, il est possible de rajouter une couche liquide ou solide entre le coeur et la coque des capsules permettant entre autres de modifier leur perméabilité.

Partenariat industriel : Capsum

L'objectif est de développer une nouvelle génération de particules, qui permette: (i) d'améliorer la réactivité des anticorps greffés en surface, et (ii) de minimiser l'agrégation non-spécifique des particules dans des matrices biologiques complexes (sérum, plasma...). Ces particules magnétiques sont fabriquées par nano-émulsification ou à l'aide d'un dispositif microfluidique selon la taille désirée.

Financement : BIOMAX, DigiDiag

La stabilisation de gouttes d'émulsion de taille millimétrique est extrêmement difficile à obtenir. Cette constatation est principalement due à la grande surface de contact entre gouttes qui favorise la coalescence. De plus, le crémage ou bien la sédimentation des gouttes sous l'effet de la gravité sont exacerbés. Au laboratoire, nous développons des procédés de fabrication de ce type d'émulsion en stabilisant les interfaces par une fine membrane de polymères. Nous étudions les propriétés de stabilité de ces gouttes d'émulsion vis-à-vis de la coalescence ou bien leur résistance à la rupture sous cisaillement. De plus, ces matériaux présentent une grande esthétique (transparence, éclat) et ouvrent la voie vers de nouveaux visuels et de nouvelles applications dans le domaine de la cosmétique et de la parfumerie.

Partenariat industriel : Capsum