16 novembre 2010
Stratégies bio-inspirées pour la production de matériaux minéraux fonctionnels

Les organismes vivants produisent des tissus durs (os, dents, coquilles) par des processus contrôlés de minéralisation au contact d’une matrice organique [1]. Les caractéristiques (cristallinité du minéral, morphologie) des biominéraux ainsi formés sont finement modulées, de sorte que les matériaux résultants présentent des propriétés physiques, notamment mécaniques, totalement accordées à leur fonction biologique (support, défense, mastication, etc.).

 
Stratégies bio-inspirées pour la production de matériaux minéraux fonctionnels

Précipitation de CaCO3 au contact d’une vésicule polymère géante de PDMS-b-PEO

L’utilisation de stratégies bio-inspirées pour la production de matériaux fonctionnels pourrait donc s’avérer extrêmement fructueuse, mais souffre encore du manque de compréhension des conditions de la biominéralisation. Le laboratoire SIS2M/LIONS développe différents systèmes modèles pour comprendre les mécanismes génériques de la biominéralisation. Nous réalisons ainsi l’étude de la précipitation minérale (CaCO3) au contact de films peptidiques cristallisés [2-3], en présence de polyélectrolytes [4], ainsi qu’au sein de vésicules polymères (cf. figure ci-dessous). L’influence de la structure organique se traduit par la stabilisation cinétique de phases minérales instables (phase amorphe, vatérite) et par un changement des morphologies cristallines.

[1] C. Chevallard, & P. Guenoun. Les matériaux biomimétiques. SFP 155, 5-10 (2006).

[2] M. Lepère, C. Chevallard, J.-F. Hernandez, A. Mitraki, and P. Guenoun. Multiscale Surface Self-Assembly of an Amyloid-like Peptide. Langmuir 23, 8150-8155 (2007).

[3] M. Lepère, C. Chevallard, G. Brezesinski, M. Goldmann, and P. Guenoun. Crystalline Amyloid Structures at Interfaces. Angwandte Chemie Int. Ed. 48, 1-6 (2009).

[4] J. Pecher, P. Guenoun, C. Chevallard. Crystalline Calcium Carbonate Thin Film Formation through Interfacial Growth and Crystallization of Amorphous Microdomains. Crystal Growth and Design, 9, 1306-1311 (2009).

 

Maj : 30/08/2011 (1667)

 

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