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Nanocristaux de cellulose décorés de polymères thermosensibles : synthèse et nouvelles propriétés

Bruno Jean Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV-CNRS), Grenoble

Les nanocristaux de cellulose (NCC) sont des bâtonnets cristallins de taille nanométrique préparés par hydrolyse acide de cellulose native qui ont été identifiés comme des briques de base particulièrement attractives pour la préparation de nouveaux matériaux biosourcés nanostructurés. Cependant, le développement d’applications à haute valeur ajoutée à partir de ces nanoparticules est freiné par une stabilité colloïdale restreinte aux milieux aqueux faiblement salins et une stabilité thermique réduite. Afin de lever ces différents verrous, nous nous sommes attachés à ajuster les propriétés de surface des NCC par le greffage à leur surface de chaînes de polymères thermosensibles. Grâce à la spectroscopie infrarouge et à la RMN du solide, nous avons pu montrer que la technique de couplage peptidique permet de greffer de manière covalente des chaînes de polyetheramines Jeffamine® thermosensibles à la surface des NCC. Les NCC décorés de ces chaînes acquièrent alors diverses nouvelles propriétés, démontrées par l’utilisation de techniques complémentaires d’imagerie et de diffusion de rayonnement. Ainsi une redispersabilité dans différents solvants comme le toluène ou le DMF, un caractère tensioactif, une stabilité colloïdale à force ionique élevée ou une agrégation pH- et thermo-réversible ont été démontrés. Les interactions électro-stériques entre nanocristaux décorés de polymères modifient également fortement les propriétés d’auto-organisation des NCC en réduisant par exemple le pas des phases chirales nématiques formées.