Matériaux hybrides colorés inspirés par les mécanismes de pigmentation chez les biominéraux des oursins – ColMhyBio

De nos jours, bien que les colorants synthétiques présentent une gamme de couleurs plus étendue et soient moins chers que les colorants naturels, ils restent très polluants. Leur production basée sur la pétrochimie, ainsi que leur utilisation dans l'industrie de la coloration ont un impact considérable sur l'environnement et notre santé. Par conséquent, le remplacement des colorants synthétiques polluants par des colorants bio-sourcés plus respectueux de l’environnement et de notre santé est aujourd'hui la principale priorité de diverses industries, telles que la peinture, le textile, les cosmétiques et la construction. Cependant, la gamme de couleurs, la stabilité et les coûts élevés des colorants naturels doivent encore être améliorés afin de proposer une alternative compétitive et durable aux colorants synthétiques.
Inspiré par les mécanismes de biominéralisation et de pigmentation qui se produisent dans les radioles d'oursins, le projet ColMhyBio propose de produire des colorants hybrides biosourcés ayant un large panel de couleurs durables.
Les éléments squelettiques des oursins, en particulier leurs radioles, présentent une large gamme de couleurs intenses, homogènes et durables allant du violet au vert. Ces propriétés remarquables sont probablement dues à l'encapsulation d'un mélange de différentes molécules de naphthoquinones polyhydroxylées (PHNQ), les pigments des radioles, au sein de la matrice inorganique de CaCO3.
Dans ce projet, nous développerons tout d'abord des protocoles d'extraction des PHNQ issues de radioles recyclés et de cellules à sphérules rouges dans lesquelles elles sont biosynthétisés. Différentes synthèses bio-inspirées seront ensuite développées pour encapsuler les molécules de PHNQ au sein de la matrice cristalline de CaCO3 lors de la cristallisation d'une phase amorphe de CaCO3 (ACC). L'incorporation des molécules de PHNQ pendant la cristallisation de l'ACC devrait conduire à de fortes interactions inorganiques-organiques à l'origine des variations de couleurs et de stabilité. Ainsi, une charte de nouveaux colorants hybrides bio-sourcés présentant une large palette de couleurs durables sera produite.