Le contexte

Les particules "Janus" sont des particules dissymétriques nommées en référence au dieu de la mythologie romaine, généralement représenté avec une tête mais deux visages. Plus précisément, le terme désigne des micro-ou nano-objets possédant deux extrémités aux propriétés différentes.

Un nouveau procédé développé dans notre groupe permet de modifier un objet conducteur pour en faire une particule dissymétrique et lui conférer ainsi simultanément des propriétés antagonistes, telles qu'hydrophile et hydrophobe par exemple. La taille de cet objet peut varier entre l'échelle micrométrique et l’échelle sub-micrométrique alors que sa nature chimique peut être choisie dans un large éventail de matériaux.

Cette approche originale permet ainsi la fabrication de micro-ou nano-objets avec deux faces de polarité ou de nature chimique différentes. L’intérêt de la communauté scientifique mais également du monde industriel pour les particules Janus est en pleine croissance car elles trouvent aujourd’hui un vaste spectre d'applications : catalyse, traitements thérapeutiques, textile, agro-alimentaire, capteurs, imagerie... Cependant, en raison de leur architecture unique, la production de Particules Janus à large échelle est longtemps restée un défi.

Le procédé

La technologie mise au point au laboratoire est basée sur un brevet déposé en 2010 par l'Université de Bordeaux I, l'Institut Polytechnique de Bordeaux et le CNRS (Centre National de Recherche Scientifique). Après une phase de mise au point à petite échelle avec la production de quelques particules (à base de métal, de carbone ou de polymères conducteurs), une transposition à l’échelle kilo-lab a pu être réalisée grâce à la fabrication d'un prototype de synthèse en mode semi-continu.

Ce nouveau procédé permet donc de modifier un objet conducteur en surmontant les désavantages des anciennes approches. Le mode de synthèse en trois dimensions associé à une grande flexibilité dans le choix des supports rend possible la formation d'une large gamme de particules Janus en terme de matériaux, tailles, formes et fonctionnalités.

Spécificités techniques des particules Janus pouvant être synthétisées :

Taille : de 100 nm à 200 microns
Formes : objets isotropes ou anisotropes
Matériaux déposés : métal, polymère, oxyde métallique, encre électrophorétique, etc

La vidéo ci-dessous évoque de manière condensée les principes généraux de la technologie qui reposent sur l’électrochimie bipolaire, technique permettant de modifier n'importe quel nano-objet conducteur en un nano-objet asymétrique et bifonctionnel. Le papier électronique (encre électronique spécifique), la nanoélectronique, la catalyse chimique, la stabilisation d'émulsions, la médecine, le photovoltaïque apparaissent comme des secteurs privilégiés pouvant bénéficier de ce phénomène.

Du point de vue académique, la rupture de symétrie dans les systèmes physiques, chimiques ou biologiques est un phénomène particulièrement intéressant à étudier. Les particules Janus sont donc d'un grand intérêt pour la communauté scientifique comme en témoignent les travaux récents menés sur l’étude de mécanismes tels que l’auto-assemblage dirigé, le transport des électrons dans les nano-objets ou encore le comportement optique des « quantum dots ». Proposer à la communauté scientifique une méthode simple pour fabriquer des objets dissymétriques conçus à façon en temps qu’objets d'étude aura certainement comme effet de permettre la découverte de phénomènes trouvant de nouvelles applications potentielles.

Si vous êtes intéressé par l’utilisation cette technologie innovante pour une application spécifique et que vous souhaitez en savoir plus, n’hésitez pas à nous contacter via le formulaire de contact du site ou à consulter le site particules-janus.fr, réalisé en collaboration avec Aquitaine Science Transfert, Société d'Accélération de Transfert de Technologie des Universités d'Aquitaine.

 

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