Faits marquants scientifiques 2010
Contact : P. Viel
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L'étude de molécules complexes ou de matériaux biologiques individuels nécessite de savoir immobiliser ces objets sans altérer leurs fonctions actives. A l'image des bandes de papier tue-mouches ou plus précisément comme un scotch double face d'épaisseur moléculaire, le LCSI a développé des surfaces possédant des propriétés auto-adhésives capables de "coller" un grand nombre de matériaux organiques, minéraux et même biologiques. La fonctionnalisation de la surface du substrat est obtenue par le greffage pérenne de monocouches moléculaires robustes. [1]. |
| Fabriquer du plastique sans pétrole et à partir du CO2 ? Des recettes sont connues depuis longtemps, mais les détails des processus réactionnels restaient encore mystérieux. Les chercheurs du SIS2M viennent d'identifier un composé intermédiaire dont la structure et la répartition des charges (zwitterion) permet d'expliquer la réaction entre une amine (guanidine) et le CO2, conduisant à la formation d'uréthane, qui par polymérisation conduit au polyuréthane, plastique souple remplaçant usuellement le caoutchouc. |
La fabrication du "plastique" est aujourd'hui essentiellement basée sur l'utilisation de dérivés du pétrole dont la consommation doit être maîtrisée. D'autres voies de synthèse en particulier par activation et transformation du dioxyde de carbone, matière première abondante et bon marché, existent depuis longtemps, mais leur principe reste mal connu. La compréhension de ces réactions de synthèse est donc restée un défi et devient une priorité majeure pour la communauté scientifique. La molécule de CO2 est réputée très stable, à la fois thermodynamiquement et cinétiquement, mais ses réactions avec les amines* primaires ou secondaires ont fait l'objet de nombreuses études, depuis la synthèse de l'urée ou la production industrielle de carbamates (composés R-HN-(C=O)O-R'), employés en grande échelle comme pesticides, jusqu'à l'utilisation de composés aminés pour le piégeage du CO2. Les amines peuvent également jouer le rôle de catalyseurs dans certaines réactions telles que la préparation de carbonates organiques (CO32-), substituts du phosgène dans la synthèse de polycarbonates (plastique dur) et polyuréthanes.
*amines : composés organiques dérivés de l'ammoniac NH3 (primaire, secondaire : substitution d'1 ou 2 H par un groupe carboné).
| Des équipes de l'iBiTec-S, en collaboration avec une équipe de l'IRAMIS, ont mis au point une méthode de marquage au carbone 14 de nanotubes de carbone permettant de suivre et d'étudier leur devenir in vivo. |
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.).
Les Imogolites (OH)3Al2O3Si(OH) sont des minéraux naturels découvert en 1962 dans des sols volcaniques japonais. Leur structure est analogue à celle d'un nanotube de carbone. Elles sont formées d'un feuillet de Gibbsite Al(OH)3 refermé sur lui-même, formant un nanotube de 2 nm de diamètre. Ce sont des tétraèdres de Silicium, adsorbés à l'intérieur du nanotube, qui lui confèrent sa courbure. Les applications de tels minéraux se sont peu développées du fait de la difficulté de les synthétiser en grande quantité. Cet obstacle vient d'être levé par une nouvelle voie de synthèse, qu'il faut maintenant mieux comprendre et maîtriser.
| Les chimistes de la DSV (CEA-Direction des Sciences du vivant) et les physiciens de la DSM (CEA-Direction des sciences de la matière) spécialistes de la Résonance magnétique nucléaire (RMN) ont développé une technique en RMN du solide pour mesurer de grandes distances entre atomes. Basée sur l'utilisation d'un isotope de l'hydrogène ayant une grande sensibilité RMN, cette technique permet la détermination de la conformation de petites molécules liées à leurs récepteurs biologiques. Cette détermination est essentielle pour comprendre le mode d'action de ces molécules et pour concevoir de nouveaux médicaments de structure plus simple, et donc plus faciles à synthétiser. |
