Biomatériaux nanostructurés par templating organique, biomimétisme des otolithes et des perles – NanoBioCarbonate

Les tissus minéralisés (comme la nacre, l’os ou la dent) sont produits dans la nature pour optimiser les performances mécaniques. Ce résultat est obtenu grâce à une stratégie de structure multiéchelle hybride dans laquelle la matrice organique contrôle le dépôt minéral et augmente la ténacité ainsi que la résistance. Notre approche consiste à étudier deux matériaux naturels pour comprendre le contrôle exercé par les protéines sur cette structure et ses propriétés. L’identification des protéines qui servent d'intermédiaire à la minéralisation est un challenge prometteur pour façonner des matériaux nanostructurés; nous pouvons apprendre beaucoup des modèles naturels dans ce domaine. Nos matériaux de départ sont deux biomatériaux typiques (la perle d'eau douce et l’otolithe de poisson). Nous planifions d'extraire et de purifier les protéines. Ensuite, pour valider leur rôle, nous comptons faire des expériences de minéralisation in vitro, en utilisant les protéines extraites. La recherche se concentre sur des types différents de macromolécules biologiques avec des poids moléculaires différents. Leurs effets sur la structure du cristal et les propriétés mécaniques, peuvent être façonnées de cette manière. L'Université Tsinghua a accumulé beaucoup de connaissances dans l'étude des biominéralisations. L’ISTO de l'Université Orléans a une grande expérience de l'ultrastructure organo-minérale et accède à une caractérisation protéomique sur le campus d’Orléans (CBM du CNRS). L'Institut FEMTO de l’Université de Franche-Compté de Besançon possède le spécialiste de la nanomécanique de la nacre (nano-indentation et nano-tribologie). La coopération entre la France et la Chine est effective depuis 2005 où nous avons obtenu un premier contrat PRA. La coopération entre nos deux pays va pouvoir concrétiser nos efforts et améliorer la compréhension des biominéralisations obtenus par médiation. Il s’agit d’ouvrir de nouvelles voies pour préparer des hybrides à l’échelle nanométrique en utilisant des protéines ou d'autres macromolécules organiques comme template ou médiateur.