L’équipe Colloïdes Inorganiques (CIN) est animée par Christine Ménager et Jérôme Fresnais. L’équipe Colloïdes Inorganiques (CIN) s’est initialement constituée autour de la synthèse, la dispersion, et l’étude de colloïdes magnétiques. Au fil du temps, CIN a su se diversifier pour proposer des synthèses et dispersions colloïdales originales qui ont trouvé des applications en santé et en environnement. Nos premiers procédés de synthèse relativement simples sont aujourd’hui complétés par une gamme étendue de nouvelles méthodes, ce qui nous confère un savoir-faire unique à l’échelle internationale. Nous possédons désormais une compréhension approfondie des processus de croissance des particules, des paramètres contrôlant leur dispersion dans de nombreux milieux, et des propriétés inhérentes à leur dimension nanométrique. De plus, grâce à une maîtrise fine de la chimie et de la physicochimie des surfaces, nous avons acquis dans les dernières années une expertise dans le développement de matériaux hybrides contenant des nanoparticules, élargissant ainsi leur champ d’application. Les objets synthétisés sont caractérisés de façon approfondie grâce aux techniques disponibles au laboratoire et à une utilisation importante des grands instruments. Pour adapter au mieux les matériaux à un vaste panel d’applications, nous disposons d’un réseau étendu de collaborations avec d’autres laboratoires dans plusieurs champs disciplinaires.
L’équipe CIN est composée en majorité d’enseignants-chercheurs (3 PR et 6 MdC), mais également de 4 chercheurs CNRS (1 DR (section 30), 3 CR (section 11), ainsi que trois personnels supports (AI et IE CNRS, IE SU). Vous retrouverez plus d’informations sur les pages personnelles des membres de l’équipe.
L’équipe Colloïdes Inorganiques (CIN) s’est initialement constituée autour de la synthèse, la dispersion, et l’étude de colloïdes magnétiques. Au fil du temps, CIN a su se diversifier pour proposer des synthèses et dispersions colloïdales originales qui ont trouvé des applications en santé et en environnement. Nos premiers procédés de synthèse relativement simples sont aujourd’hui complétés par une gamme étendue de nouvelles méthodes, ce qui nous confère un savoir-faire unique à l’échelle internationale. Nous possédons désormais une compréhension approfondie des processus de croissance des particules, des paramètres contrôlant leur dispersion dans de nombreux milieux, et des propriétés inhérentes à leur dimension nanométrique. De plus, grâce à une maîtrise fine de la chimie et de la physicochimie des surfaces, nous avons acquis dans les dernières années une expertise dans le développement de matériaux hybrides contenant des nanoparticules, élargissant ainsi leur champ d’application. Les objets synthétisés sont caractérisés de façon approfondie grâce aux techniques disponibles au laboratoire et à une utilisation importante des grands instruments. Pour adapter au mieux les matériaux à un vaste panel d’applications, nous disposons d’un réseau étendu de collaborations avec d’autres laboratoires dans plusieurs champs disciplinaires.
Un des axes forts de l’équipe a été l’utilisation de l’outil microfluidique pour comprendre et optimiser des synthèses de nanostructures et nanoparticules dans des conditions hydrodynamiques contrôlées. Parmi les études réalisées, nous avons clarifié les voies de croissance de divers matériaux comme les cristaux d’oxalate de calcium ou encore l’optimisation de voies de synthèses par des procédés millifluidiques pour des synthèses contrôlées de nanoparticules magnétiques à grande échelle. Ces synthèses sont également réalisées dans des conditions extrêmes (milieu superacide, 100% HF) et nous permet un transfert technologique vers (start up Activ-H). D’autres voies de synthèses de nanoparticules magnétiques sont proposées en parallèle, ce qui étant davantage les compétences de l’équipe (synthèses de grenats, nanoparticules épitaxiées multimatériaux…)
Depuis la création de l’équipe, nous nous attachons à optimiser les voies de dispersion des nanoparticules synthétisées dans différents milieux pour les adapter aux applications. Par exemple, dans le cadre d’un projet Européen (H2020 FET-ProAct MAGENTA), des membres de l’équipe ont réussi à disperser des particules magnétiques au sein de liquides ioniques pour des applications en thermoélectricité.
L’équipe est très impliquée dans l’étude des propriétés fondamentales des particules magnétiques. En particulier, nous cherchons à déterminer les effets locaux de l’hyperthermie magnétique, une des propriétés les plus étudiées actuellement pour des applications en catalyse et en traitement combiné de certaines maladies (cancer, activation pour la régénération de cellules neuronales…). Cela se fait au travers d’assemblages contrôlés avec des polymères (polyélectrolytes, polymères à empreintes moléculaires), de la silice, des molécules ou des vésicules.
L’équipe s’intéresse également aux assemblages avec des polymères, naturels ou non, pour des applications en environnement. Ainsi, associées à des polymères naturels (alginate, chitosane) ou à des argiles, les nanoparticules pourraient trouver des applications dans des procédés de floculation par exemple. Internalisées dans des matrices solides polymères, les particules magnétiques permettent de déformer ces dernières pour obtenir des matériaux non mouillants stimulables. Ces matériaux stimulables permettent par exemple de mimer la clairance pulmonaire, responsable de la mobilité du mucus pulmonaire vers la trachée.
Enfin, les nanosystèmes magnétiques synthétisés au laboratoire sont particulièrement pertinents pour le ciblage, le diagnostic ou la thérapie. Des avancées importantes dans le domaine de la nanomédecine ont été accomplies grâce au développement de nanoparticules enrobées par des polymères à empreintes moléculaires (MIP). Ces synthèses complexes permettent d’obtenir des nanoparticules magnétiques portant en surface des empreintes ciblant spécifiquement certaines protéines membranaires, ainsi que la délivrance de molécules thérapeutiques à partir de liposomes, de particules core-shell, en tirant parti des propriétés d’hyperthermie de ces particules, ou encore à l’aide d’ultrasons. De plus, l’optimisation de la fonctionnalisation de surface des particules permet de mieux comprendre le passage de nanoparticules à travers des membranes cellulaires. Un des problèmes récurrents dans ce cadre est l’endocytose qui empêche l’accès direct des nanoparticules au cytosol, supprimant ainsi toutes les possibilités de ciblage intracellulaire et provoquant la chute des propriétés d’hyperthermie. Plusieurs stratégies de contournement de la voie d’endocytose sont envisagées. Cela s’effectue par des modifications de morphologie des nanoparticules ou encore par des fonctionnalisations de surface de particules core-shell par des peptides.