Laboratoire Léon Brillouin

UMR12 CEA-CNRS, Bât. 563 CEA Saclay

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BD diffusons les neutrons

Faits marquants 2015

27 mai 2015

Les vésicules hybrides résultant de la combinaison de lipides et de polymères concentrent depuis quelques années les efforts de chimistes, physiciens et biophysiciens du fait de leurs applications dans le domaine de la vectorisation de médicaments, le ciblage de molécules et le relargage contrôlé de principes actifs. Le grand intérêt de ces vésicules réside dans la combinaison des propriétés de ses deux composés.

Les travaux effectués sur ces systèmes au Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques visent à déterminer les conditions chimiques et physico-chimiques d'élaboration de telles vésicules ainsi que leurs propriétés. Parmi plusieurs techniques d'études structurales, une méthode de choix est la diffusion de neutrons aux petits angles (DNPA), pratiquée au Laboratoire Léon Brillouin, qui, combinée au marquage par deutération, permet de déterminer les caractéristiques de ces nano-objets et de montrer le caractère hybride des vésicules.

Les structures observées de vésicules mixtes, composées d'un copolymère (polydimethylsiloxane greffé avec des blocs de polyoxyéthylène (PDMS-g-(PEO)2) et de phospholipide DPPC (1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), montrent la présence de domaines nanométriques de lipides au sein des membranes, résultant d'une séparation de phase entre les polymères amphiphiles et les lipides. Cette étude précise ainsi les procédés pour obtenir et moduler la structure des membranes structurées, notamment en vue d’applications de ciblage.

09 mars 2015

Le stockage de l'énergie électrique est un des grands challenges de la transition énergétique en cours. Les batteries d'accumulateurs de puissance de type lithium-ion, avec en particulier leurs applications dans le transport, sont l'objet de nombreux efforts de recherche pour en améliorer les performances. Le projet "PILPOIL" [1] a pour objectif d'améliorer ce type d'accumulateur Li-ion en exploitant un effet de confinement nanométrique unidimensionnel (1D) de l'électrolyte (liquide ionique - LI). Cet effet pourrait théoriquement permettre de changer l'ordre de grandeur de la puissance spécifique délivrée par ces dispositifs électrochimiques de stockage d’énergie.

La réduction de dimensionnalité est assurée par le confinement de l’électrolyte au sein d'une membrane de nanotubes de carbone (NTCs) alignés, qui présente à la fois une porosité nanométrique et une anisotropie macroscopique de par l'orientation moyenne des NTCs. L’idée physique qui sous-tend le projet est d'obtenir un gain de conductivité ionique par la conjonction de deux effets :

  1. le confinement extrême des molécules du LI dans les NTC de diamètre 1.5 à 5 nm, qui doit induire des effets de frustration dans l'auto-organisation spontanée observée en volume.
  2. la très faible interaction entre les molécules de l’électrolyte et la paroi intérieure "lisse" des NTC devrait favoriser un phénomène de glissement (i.e. un très faible coefficient de friction à l’interface NTC/électrolyte).

Les premiers résultats obtenus en utilisant des NTC de 4 nm de diamètre, montrent un gain de conductivité d’un facteur 3. Une diminution du diamètre de nanotubes devrait exalter cet effet. Un brevet a été déposé [2] .

 


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