Nanocomposites Cellulosiques Orthotropes

Une nouvelle méthodologie de fabrication de films nano-composites de particules anisotropes par filtration et réticulation UV a été développée dans le cadre de l’ANR Anisofilm . L’objectif est d’atteindre une maîtrise de l’orientation et de l’organisation de nanoparticules anisotropes grâce au procédé de filtration qui induit une orientation et une concentration régulière et simultanée au cours du temps des nano-particules au voisinage d’une membrane nanoporeuse. Le premier fait marquant est l’obtention pour la première fois par ce nouveau procédé de mise en forme (filtration et réticulation UV) d’un composite cellulosique structuré avec une orientation en forme de feuillets lamellaires régulièrement répartis et possédant une structure cholestérique à gradient de pas. Cette organisation peut servir de base au développement de films minces pour la photonique ou pour l’optique. 

Le second fait marquant est qu’il a été montré qu'il était possible d’organiser des nanocristaux de cellulose en orientations orthogonales dans un protocole de fabrication de filtration frontale sous ultrasons.  Cette structuration orthotrope s’apparente à celle de la structure multicouche stratifiée du cartilage articulaire, ce qui ouvre la voie au développement de nouveaux biomatériaux orthotropes avec des textures anisotropes ajustables pour l'ingénierie des tissus osseux et cartilagineux. Une collaboration avec le Laboratoire RMeS de l’INSERM "Regenerative medicine & skeleton" est en cours dans le cadre de la thèse de Fanny Bosson.

Références

Vidéo ANISOFILM – Focus Sciences- CNRS ALPES, 2024

Mandin, S., Metilli, L., Karrouch, M., Lancelon-Pin, C., Putaux, J. L., Chèvremont, W., ... & Pignon, F. (2024). Chiral nematic nanocomposites with pitch gradient elaborated by filtration and ultraviolet curing of cellulose nanocrystal suspensions. Carbohydrate Polymers, 337, 122162.

Mandin, S., Metilli, L., Karrouch, M., Blésès, D., Lancelon-Pin, C., Sailler, P., ... & Pignon, F. (2024). Multiscale study of the chiral self-assembly of cellulose nanocrystals during the frontal ultrafiltration process. Nanoscale, 16(40), 19100-19115.