Cette activité concerne la conception et l’élaboration de biomatériaux (hydrogels thermosensibles injectables, mousses hydrogel, ciments) pour l’ingénierie tissulaire. Les principaux objectifs sont de déterminer leur structure, de mesurer leurs propriétés mécaniques, d’étudier les propriétés chimiques des interfaces et de comprendre les interactions matériau/cellules, afin d’optimiser leur caractéristiques chimiques et topologiques. Pour atteindre ces objectifs, des méthodes de caractérisation haute résolution sont développées à partir des microscopies à force atomique (AFM) et de la cryo-microscopie électronique (cryo-MET, cryo- FIB-MEB). Ces microscopies sont utilisées dans les modes imagerie et spectroscopie, en parallèle des spectroscopies vibrationnelles (Raman et IR), de DLS ou de Zétamétrie.

Pour en savoir plus : [Polysaccharide], [Hydrogels]

Nous nous intéressons aux interactions entre nanoparticules et cellules végétales. Nos objectifs sont d’acquérir une connaissance accrue des propriétés (bio)physiques et physico-chimiques aux bio-interfaces, ainsi que de caractériser les propriétés mécaniques de cellules vivantes mises en contact avec des nanoparticules en vue de concevoir de nouveaux matériaux utilisables dans des applications en biologie (capteurs, marqueurs en imagerie...). Les travaux se déclinent en deux volets interconnectés : la synthèse, fonctionnalisation et caractérisation fine des nanoparticules hybrides en privilégiant des voies de synthèse « verte » et sans surfactant additionnel et l’étude de l’impact de la mise en contact de nanoparticules sur les membranes biologiques et l’étude des propriétés mécaniques de cellules en présence de nanoparticules.

Dans les travaux de thèse de T. Le Néel (2018 – 2021), des nanoparticules d’or ont été synthétisées, fonctionnalisées et leurs propriétés structurales, morphologiques et dimensions finement déterminées par des observations et mesures par microscopie électronique en transmission et spectroscopie Raman [lien]. Ces particules ont ensuite été utilisées pour évaluer l’impact de leur présence dans l’eau environnant les plantes aquatiques Egeria Densa.

Notre objectif est de caractériser différents additifs alimentaires, tels que le dioxyde de titane (E171), l’argent colloïdal et les phosphates de calcium (E341), qui sont actuellement présents sous forme de nanoparticules dans différentes formulations alimentaires (confiseries, laits infantiles), ou pharmaceutiques. Nous déterminons dans un premier temps les caractéristiques physico-chimiques de ces composés par un large panel de techniques (microscopie électronique, spectroscopies infrarouge, Raman, RMN du solide, XPS, diffraction des rayons X, UV-visible, etc.). Nous analysons dans un deuxième temps leurs propriétés aux interfaces avec les milieux biologiques, et identifions leurs interactions avec des molécules présentes dans le système digestif (protéines, enzymes) ou au niveau des parois cellulaires (phospholipides), grâce à des isothermes d’adsorption, par des mesures de potentiel zêta, et à l’aide d’outils spectroscopiques permettant de sonder la surface des particules.

Pour en savoir plus : [TiO₂-Phospholipides], [Caractérisation E171]

Depuis plusieurs années, nous nous intéressons à la faculté qu’ont les nanocristaux de cellulose de disperser les nanotubes de carbone en milieu aqueux en formant des hybrides où les nanocristaux s’alignent le long des nanotubes. Nous avons modélisé le procesus de dispersion.
A partir de ces hybrides, nous avons formé des films multicouches LBL, des émulsions de Pickering et des mousses à haute porosité et architecture contrôlée qui possèdent des propriétés multifonctionnelles issues de celles des nanocristaux ou des nanotubes. 

Pour en savoir plus : [Dispersion], [Pickering emulsions], [LBL thin films]