Détachement de films nanométriques par application d'un stimulus électrochimique agissant sur un complexe hôte-invité. – E-DETACHPEM

Le dépôt alterné de polyanions et de polycations sur des surfaces solides conduit à la formation de films multicouches de polyélectrolyte. Cette technique d'assemblage connaît depuis ces dernières années une explosion d'intérêt du fait des nombreuses applications potentielles de ces films dans des domaines aussi variés que l'optique, les membranes de filtration sélective, la biodétetection et l'ingénierie tissulaire. Les films auto-assemblés de polyelectrolyte constituent en effet des substrats idéaux pour l'adhésion et la croissance des cellules. La construction de tels films multicouches permet non seulement d'élaborer une grande diversité de dépôts mais aussi de créer des membranes auto-supportées de taille nanométrique. Des membranes mécaniquement très robustes peuvent ainsi être préparées par cette technique. Le présent projet est destiné à développer une nouvelle stratégie d'élaboration de membranes qui pourront être détachées du substrat dans des conditions douces. Cette procédure sera appliquée en particulier aux membranes recouvertes d'un tapis cellulaire. L'approche que nous proposons est d'utiliser des multicouches de polyélectrolytes déposées sur un film précurseur sacrificiel. Dans cette stratégie, le film multicouche pourra être détaché de la plateforme d'ancrage par application d'un champ électrique qui induira des réactions d'oxydation à l'interface électrode-film. La construction du film sacrificiel sera basée sur un processus de reconnaissance moléculaire de type hôte-invité entre une molécule invité, le ferrocène (Fc), et une molécule hôte, la beta-cyclodextrine (CD). La construction de la plateforme d'ancrage mettra à profit les interactions multivalentes entre le groupement Fc (ou alternativement CD) greffé à la surface d'une électrode et des polyélectrolytes fonctionnalisés par des groupements CD (poly-CD) (ou poly-Fc). La plateforme sera constituée soit d'une monocouche hôte-invité, soit d'une multicouche hôte-invité résultant de l'assemblage de poly-Fc et poly-CD. Cette plateforme joue le rôle de couche sacrificielle permettant l'adsorption ultérieure des multicouches de polyélectrolytes basée sur des interactions électrostatiques. La nature de ces multicouches électrostatiques sera sélectionnée afin d'optimiser les processus d'adhésion et de croissance de cellules. Des monocouches cellulaires seront finalement détachées de leur support sous forme de tapis cellulaire par simple application d'un potentiel soit dans des conditions douces. Ce type d'approche est très prometteur pour des applications dans le domaine de l'ingénierie tissulaire. L'oxydation des groupements Fc va induire la décomposition des complexes hôte-invité Fc-CD conduisant au détachement de la multicouche. Nous allons optimiser le processus d'attachement/détachement en analysant l'influence de divers paramètres comme la densité des groupements sur la surface, le degré de substitution des groupements Fc et CD sur les polyélectrolytes, la nature des polyélectrolytes. Le processus d'attachement/détachement sera étudié par différentes techniques de caractérisation complémentaires (microbalance à quartz, éllipsométrie, plasmon de surface, voltamétrie cyclique).