Sabrina Benbabaali

Mardi 25 novembre à 9h30 - Synthèse de nanoparticules de MOFs à partir de complèxes de copolymères hydrosolubles

Résumé :

Les MOFs (Metal-Organic Frameworks) sont des matériaux poreux, cristallins et hybrides. Ils présentent un intérêt croissant dans le domaine biomédical. Cependant, pour ces applications, des particules présentant une taille nanométrique contrôlée ainsi qu’une bonne stabilité colloïdale est nécessaire. Classiquement, la synthèse de nanoMOFs est réalisée par voie hydrothermale qui nécessite l’utilisation de ligands organiques. Récemment, des efforts sont déployés pour synthétiser des nanoMOFs en milieux aqueux, mais le contrôle de la taille reste insuffisant. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une stratégie de synthèse de nanoparticules de MOFs en milieux aqueux en utilisant des copolymères à blocs doublement hydrophiles (DHBCs) comme des agents de contrôle de taille et stabilisants. Ces copolymères sont composés de deux blocs, ionisable et neutre et connu pour leur capacité à former des micelles HPIC. Le coeur micellaire, formé par la complexation des cations métallique et le bloc ionique du DHBC, joue le rôle de nanoréacteur pour la croissance cristalline des nanoparticules. Nous avons choisi d’étudier un MOF très connu qui est le MIL-53(Al)-NH₂ comme preuve de concept. Le succès des synthèse nous a poussé à étendre notre approche à deux MOFs à base de lanthanides, MIL- 103 and Ln(CH₃COO)(1,3-BDC).(H₂O) dans la perspective de les utilisés comme nanothermomètres luminescents. Les premiers résultats s’avèrent très encourageants mais des optimisations sont nécessaires.

Mots clés : MOFs, DHBC, micelles HPIC, lanthanides, nanothermométrie

Synthesis of MOFs nanoparticles from a water-soluble copolymer complexes

Abstract :

Metal-Organic Frameworks (MOFs) are porous, crystalline and hybrid materials owing to their porosity and high surface area, they hold significant potential in the biomedical field. However, these applications require the synthesis of particles with controlled nanometric size and good colloidal stable. Traditionally, nanoMOFs are synthesized using methods which often rely on the use of organic solvents such as solvothermal method. Recently, some efforts are made to obtain MOFs in water medium, but the size is not sufficiently controlled. To develop a green approach in aqueous media for the synthesis of MOF nanoparticles, we introduced a new strategy utilizing double hydrophilic block copolymers (DHBCs) as sizecontrolling agents and steric stabilizers. These copolymers, composed of an ionizable and neutral blocks, are known for their ability to form Hybrid PolyIon Complex micelles (HPIC) in water. The micellar core, resulting from the complexation of metal cations with the ionic block of the DHBC, can play the role of a nanoreactor for the crystallization of inorganic phases. We chose MIL-53(Al)-NH₂, a well-known MOF, as a proof-of-concept. The success of our syntheses encourages us to extend this strategy totwo MOF based on lanthanides, MIL-103 and Ln(CH₃COO)(1,3-BDC).(H₂O) on the perspective to use them as luminescent thermometers in biomedical fields. The first results are very promising but optimization is still needed to enhance the growth of nanocrystals of nano Ln- MOFs.

Keywords : MOFs, DHBC, HPIC micelles, lanthanides, nanothermometry