L’équipe Colloïdes Inorganiques (CIN), animée par Christine Ménager, a une activité expérimentale centrée sur la chimie et la physicochimie des nanoparticules inorganiques et des systèmes complexes à base de ces nanoparticules. La composition de l’équipe est disponible ici. Cette activité se décline suivant 3 axes.
Axe 1 : Développement de procédés de synthèse et de dispersion de nanoparticules minérales
Cet axe s’intéresse à la fois au développement de nouveaux procédés de synthèse de nanoparticules et à leur dispersion dans différents solvants. L’objectif est d’aboutir à une conception raisonnée d’objets aux propriétés physiques contrôlées (magnétiques, optiques, magnéto-thermiques).
- La technologie microfluidique est mise en œuvre pour étudier les phénomènes de germination et croissance des oxydes de fer, pour assembler différents types de nanoparticules ayant des propriétés physiques complémentaires (plasmoniques-magnétiques) ou pour étudier des réactions chimiques complexes.
- Synthèse de nanoparticules magnétiques à base de ferrites par différents procédés (coprécipitation, polyols, hydrothermal)
- Synthèse de nanoparticules core-shell ayant un cœur magnétique et une coquille de silice (Fe2O3@SiO2) et bimagnétiques
- Maitrise du type de fonctionnalisation pour la dispersion des nanoparticules dans différents solvants aqueux ou organiques. Etude des dispersions par diffusion quasi-élastique de la lumière et diffusion aux petits angles (SAXS et SANS). Obtention de dispersions concentrées en nanoparticules magnétiques et stabilisation dans des milieux complexes (liquides ioniques, matrices polymères).
Axe 2 : Matériaux magnétiques multi-échelles pour l’environnement
La problématique commune à cet axe est la dépollution des eaux. Deux mécanismes différents sont étudiés : l’adsorption et la catalyse.
- Synthèse et caractérisation de matériaux magnétiques multi-échelles (nanoparticules fonctionnalisées, microsphères de silice magnétiques, billes d’alginate, de chitosane ou de silice millimétriques contenant des nanoparticules magnétiques) pour l’élimination de polluants dans l’eau par adsorption ou catalyse
- Etude de l’efficacité de l’adsorption de polluants chargés en fonction du pH, du temps de contact et de la concentration en polluant.
- Problématique des polluants émergents (bisphénol A…)
- Microsphères nanocomposites de silice magnétiques utilisables comme catalyseurs dans le traitement des effluents par oxydation avancée.
- Relation structure du matériau/propriétés catalytiques. Etude des mécanismes de dégradation de polluants modèles (colorants).
Axe 3 : Particules magnétiques nanométriques et micrométriques dans le cadre d’applications biomédicales : imagerie, vectorisation, hyperthermie
L’objectif est de développer de nouvelles nanotechnologies pour les sciences du vivant. Les systèmes proposés visent à combiner différentes modalités d’imagerie (IRM, optique, TEP), différentes modalités de ciblage (magnétique et chimique) et différentes modalités de traitement pour la thérapie combinée. Les projets actuels sont centrés sur :
- Le développement de liposomes ultramagnétiques pour la thérapie combinée et les applications théranostiques
- Sur la fonctionnalisation et le greffage d’entités biologiques sur des particules cœur-coquilles (Fe2O3@SiO2)
- Sur le développement de billes de biopolymères pour la délivrance de drogues par voie orale.