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Accueil du site > Thèmes scientifiques > Physico-chimie des systèmes biologiques > Vésicules multilamellaires pour la synthèse inorganique et la confection de biocapteurs

Synthèse de nanoparticules inorganiques via des vésicules multilamellaires

Les vésicules multilamellaires de type « oignon » sont des matrices particulièrement intéressantes pour la synthèse de particules inorganiques (1). Leur structure unique, faite d’une succession de bicouches de molécules amphiphiles (lipides ou tensioactifs) jusqu’au centre de la vésicules, permettent d’envisager un contrôle de la morphologie des nanoparticules (forme, taille..) ainsi que la production d’assemblages particulaires.

Des nanoparticules d’argent par exemple ont été synthétisées à l’intérieur d’oignons en utilisant le tensioactif constituant les oignons comme agent réducteur et catalyseur. Deux méthodes ont été développées pour la production spontanée de nanoparticules d’Ag dont la taille, variant de 3 à 10 nm, a pu être contrôlée (2).

Fig.1 : Structures d'or anisotropes synthétisées dans les oignons : (gauche) nanoparticules en forme de grains de riz, (droite) structures dendritiques fractals Des nanoparticules d’or ont également été synthétisées à l’intérieur des oignons par réduction chimique, photo-chimique et radiolytique. Dans le cas de la réduction chimique, la matrice organique a servi de réducteur (3) et la taille et la morphologie des nanoparticules d’Au obtenues dépendent de la composition des oignons et de la voie d’introduction du sel précurseur dans les oignons. Ainsi des nanoparticules d’or anisotropes, en forme de grains de riz, sont synthétisées par limitation de la diffusion du sel métallique précurseur (4, Fig.1) tandis que des structures fractales dendritiques (Fig.1) sont fabriquées en conférant une affinité chimique entre les clusters d’or et les composants de la bicouche (5). Des nanoparticules sphériques ont également été synthétisées : leur taille (env. 10 nm) a pu être contrôlée par l’espace interfoliaire à l’intérieur des oignons (3). Des particules encore plus petites (5 nm) ont pu être produites par radio- ou photo-lyse. Des nanoparticules magnétiques (maghémite et magnétite) ont également été synthétisées à l’intérieur des oignons par co-précipitation d’ions fer. Leur taille (< 6 nm) ainsi que leur dispersité en taille peuvent être modifiées en limitant la diffusion de la base par la structure multi-couches des oignons. Fig. 2 : Assemblages de nanoparticules obtenus à partir d'oignons : (gauche) nanoparticules d'argent, (droite) nanoparticules d'or. L’utilisation d’oignons pour la synthèse inorganique peut également engendrer la formation d’assemblages de particules : des rubans composés de lignes de nanoparticules d’Ag parallèles ont ainsi pu être fabriquées à partir des oignons (2, Fig.2) tandis que des assemblages de nanoparticules d’or, multicouches de nanoparticules en 2D, sont produits par radiolyse sur des oignons contenant un sel d’or (Fig.2).

L’autre avantage que nous voyons à l’utilisation des oignons pour la synthèse inorganique est lié aux applications potentielles des hybrides oignons/nanoparticules fabriqués. La stabilité des oignons contenant les nanoparticules est donc un facteur important et l’effet de paramètres tels que la taille des nanoparticules, leur nombre, la cinétique de formation des nanoparticules… sur la stabilité de l’hybride est également étudié.