Nucléation mésoscopique et résolue optiquement & Croissance interactive dans des processus de condensation – MORNING

Cette proposition vise à étudier la nucléation et la condensation dans un environnement complexe. Malgré son importance fondamentale en physique et en biologie, ces processus sont mal compris. La Théorie Classique de la Nucléation (TCN) est en effet trop souvent mise à défaut par les expériences. Pour cause, les gouttes nucléent à l’échelle du nanomètre, soit bien en-deca de la résolution optique, rendant la vérification directe de la TCN impossible. Le projet MORNING propose de contourner cette limite en étudiant la condensation dans les mélanges de polymères. L’apparition des noyaux à l’échelle mésoscopique dans ces mélanges donnera accès à la nucléation et permettra de sonder directement les aspects cinétiques et thermodynamiques de la TCN.
Des travaux récents ont montré que les compartiments intracellulaires ne sont pas nécessairement cloisonnés dans des membranes : des gouttes, appelées bio-condensats (BC), se forment par condensation d'un mélange de biomolécules. Toutefois, ces condensats défient les règles des transitions de phase par leur croissance arrêtée et leur densité fixe, ce qui leur confère une stabilité remarquable. Si la plupart des études sur les BC ont recensé et interrogé leurs fonctions biologiques, leur formation, stabilité et interactions avec leur environnement sont incompris. Mon postulat est que leur stabilité est due à la complexité du milieu cellulaire : son confinement, son encombrement ou son élasticité qui fige la transition de phase. En m'appuyant sur mon expertise expérimentale et théorique, je développerai des expériences modèles avec des polymères synthétiques pour isoler le rôle du confinement, de l'encombrement et de l'élasticité du milieu sur les transitions de phase, et finalement expliquer l'origine de la stabilité des BC. Cette plateforme expérimentale permettra l'exploration du couplage entre changement de phase et élastocapillarité et le développement d'émulsions biomimétiques contrôlables, douées d’une grande stabilité.