Interfaces et émulsions réactives photostimulables Photoresponsive interfaces and reactive emulsions – PhIREm

Contexte et objectifs Ces dernières années, des dispersions liquide-liquide photostimulables ont été développées, la lumière provoquant une déstabilisation partielle de l'émulsion par photodégradation des tensioactifs. Toutefois, le processus est irréversible. Le PPMD a, quant à lui, récemment développé de nouveaux systèmes tensioactifs photostimulables totalement réversibles capables de stabiliser aussi bien des émulsions eau dans huile que huile dans eau. La lumière permet, sans qu'aucun autre paramètre du système (pH, température, sel, par exemple) ne soit changé, de redéfinir réversiblement les interfaces et donc le type d'une émulsion, qui peut donc être stabilisée/déstabilisée voire inversée à volonté. Le projet PhIREm s'intéresse à l'utilisation de ces systèmes tensioactifs photostimulables lors de la polymérisation de systèmes dispersés, en particulier des miniémulsions. En effet, ces tensioactifs permettront de stabiliser/déstabiliser voire inverser la miniémulsion à chaque étape de la synthèse (émulsification, polymérisation) par simple irradiation. L'étude permettra: -La mise au point de miniémulsions « réactives » stimulables par la lumière. -La formation d'objets originaux, tels que des particules sensibles à la lumière, des flocs ou des agrégats connectés ou non...... les différentes séquences d'irradiation ainsi que l'adéquation cinétique de polymérisation/séquence d'irradiation devraient permettre de contrôler la nature des structures obtenues. -La compréhension des mécanismes fondamentaux moléculaires responsables de la photostimulation des interfaces molles huile eau. Description du projet et méthodologie La mise en œuvre du projet PhIREm repose sur 3 équipes complémentaires : -Les physico-chimistes du PPMD sont spécialisés dans les interfaces molles stimulables et ont récemment mis au point des émulsions capables de s'inverser et/ou de se stabiliser/déstabiliser sous l'action de la lumière, et ceci de manière réversible et rapide. -Le LCPM travaille sur la synthèse de particules à propriétés de surface contrôlées pour des applications dans les domaines cosmétique et biomédical essentiellement. Diverses techniques telles que l'émulsion-évaporation, la nanoprécipitation ou la polymérisation en miniémulsion sont utilisées. -Le GEMICO regroupe des chercheurs du génie des procédés spécialistes de l'étude, notamment par des méthodes rhéologiques, des mécanismes d'inversion de phase et de déstabilisation des émulsions. Les spécificités de chacune des équipes définissent donc naturellement leur rôle. Le PPMD travaillera en étroite collaboration avec le LCPM pour adapter le concept d'émulsions photostimulables à une miniémulsion polymérisable. Parallèlement, le PPMD et le GEMICO caractériseront les mécanismes moléculaires responsables de l'effet de la lumière sur les interfaces aussi bien sur des systèmes modèles que sur les miniémulsions en cours de polymérisation. Enfin, le LCPM étudiera les objets formés lors de synthèses photostimulées en miniémulsion en prenant en compte les résultats du PPMD et du GEMICO. Résultats attendus -Un des principaux objectifs du projet vise à l'établissement des relations existant entre les objets formés par polymérisation en miniémulsion et l'état des interfaces, modifié par la lumière soit avant soit lors de la polymérisation. Nous anticipons que les objets formés (particules, agrégats) résulteront d'une compétition entre la vitesse de polymérisation et de la vitesse de coalescence ou d'agrégation des objets, contrôlé par la lumière. Les particules qui seront obtenues par de tels procédés possèderont simultanément une surface hydrophile et la capacité de floculer - défloculer à volonté sous l'action d'un stimulus particulièrement respectueux du milieu d'étude : la lumière. Elles seront donc très intéressantes pour des applications dans le domaine du diagnostic médical ou d'extraction de (bio)molécules par exemple. Les structures tridimensionnelles type agrégats interco.