Electrospinning

Sous l’action du champ électrique intense (mettant en jeu des tensions pouvant atteindre plusieurs dizaines de kV), un jet de polymère en solution est émis de l’extrémité de la goutte pendante (Fig.1 a). Chargé en surface, ce jet est accéléré et étiré (Fig. 2 b). Le solvant s’évapore dans les premiers centimètres de propagation du jet dans l’air, laissant place à une fibre nanométrique de polymère récoltée sur un support (Fig.1 c). Ce procédé permet de réaliser des membranes constituées de fibres de diamètres nano à micro-métriques.

L’élaboration de matériaux nanofibreux trouve des applications dans de nombreux secteurs industriels tels que la filtration, les textiles techniques, la catalyse, l’énergie (membranes pour les piles à combustible) ou la détection (capteurs). Pour ces applications, un défi majeur consiste à élaborer des structures légères mais résistantes d’un point de vue mécanique. Nous travaillons sur la structuration des membranes nanofibreuses pour leur conférer des propriétés mécaniques spécifiques (Fig. 2).

L’ingénierie tissulaire est l’application que nous valorisons au travers du projet ANR BioScaff. L’objectif est de développer de nouveaux implants destinés à la reconstruction de tissus mous, conjuguant des propriétés de biocompatibilité, de biodégradabilité, de comportements hyperélastiques proches des tissus hôtes. Ce projet vise plus spécifiquement à mettre en place un ensemble d’études complémentaires expérimentales, théoriques et numériques, permettant à terme l’optimisation du comportement mécanique de Scaffolds biorésorbables spécifiques aux tissus mous.

Références :

[1] Garcia Garcia C. E., Soltero A., Bossard F. and Rinaudo M., « Biomaterials based on electrospun chitosan/PEO blends. Relation between processing conditions and mechanical properties » Polymers, Special Issue « Advances in Chitin/ Chitosan Characterization and Applications » 2018.
[2] Mengistu Lemma S, Bossard F and Rinaudo M., « Preparation of Pure and Stable Chitosan Nanofibers by Electrospinning in the Presence of Poly(ethylene oxide) » Int J Mol Sci. 26 ;17(11), 1790, 2016.
[3] Bourourou M., Holzinger M., Elouarzaki K., Le Goff A., Bossard F., Rossignol C., Djurado E., Curtil D., Chaussy, D., Maaref A., Cosnier S., « Laccase wiring on free-standing electrospun carbon nanofibres using a mediator plug » ChemComm, 51, 14574-14577, 2015.
[4] Bourourou M., Holzinger M., Bossard F., Hugenell F. Maaref A., Cosnier S., « Chemically reduced electrospun polyacrilonitrile–carbon nanotube nanofibers hydrogels as electrode material for bioelectrochemical applications », Carbon, 87, 233-238, 2015