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Nanomécanique des membranes

Références : 13, 16, 18, 22, 24, 26

Les membranes de lipides ou de tensioactifs se forment par auto-assemblage et représentent des milieux complexes à deux dimensions, qu’on aimerait bien pouvoir étudier, par exemple pour ce qui est de leurs propriétés mécaniques. Ceci a été fait pour des déformations à très grande échelle (c’est à dire, de l’ordre du micron), qui peuvent être observées en microscopie optique, par exemple sur des vesicules.

Descendre à l’échelle du nanomètre (de l’ordre de l’épaisseur des objets) pose un certain nombre de problèmes, parce que la déformation doit être générée, mesurée, et ensuite décrite par une théorie adéquate.

Nous insérons dans les membranes des nano-objets qui créent une déformation bien contrôlée et qui acquièrent ainsi un potentiel d’interaction transmis par la membrane. Nous déterminons indirectement ce potentiel à partir du facteur de structure des insertions (mesuré en SAXS) et le décrivons en termes d’élasticité des milieux continus.

Particules inorganiques insérées dans des membranes

Interaction between peptide pores in lipid bilayers

Métamatériaux

Références : 14, 15, 19, 20, 25, 31, 32, 33, 34

Je m’intéresse à la formulation et à l’étude structurale et fonctionnelle de métamatériaux, c’est-à-dire des matériaux structurés à une échelle plus petite que la longueur d’onde du rayonnement d’intérêt (souvent, dans le domaine visible ou l’infrarouge). On utilise l’auto-assemblage pour contrôler la position, mais aussi l’orientation de particules anisotropes dans le volume du matériau.

L’originalité de cette approche consiste en l’utilisation des mésophases, qui combinent l’ordre positionnel et orientationnel, et en le fait de travailler avec des particules très anisotropes, qui peuvent avoir des propriétés intéressantes et qui peuvent en plus être bien confinées par la mésophase qui les contient.

Multi-technique characterization of mixtures of gold nanoparticles

Des films fluorescents qui changent de propriétés quand on les étire

Les particules magnétiques se mettent en rang

Cinétique de systèmes colloïdaux

Références : 29, 37, 38, 39, 42

Les avancées techniques des lignes de lumière qui utilisent le rayonnement synchrotron nous permettent de suivre des phénomènes qui étaient inaccessibles jusque très récemment, à cause de leur rapidité, de l’intensité très faible du signal ou les deux.

A viral protein nanocage assembly probed in vitro

Diffusion dynamique des rayons X

Références : 12, 21, 23

Les techniques de diffusion des rayons X sont très adaptées à l’exploration de ces distances, mais jusqu’à récemment elles donnaient uniquement accès à la structure statique du système. Cette situation a changé avec l’évolution de la diffusion dynamique des rayons X (XPCS), qui ouvre la dimension temporelle et permet de mesurer à la fois le facteur de structure statique S(q) et le coefficient de diffusion collectif D(q), qui caractérisent respectivement l’organisation et la dynamique la phase.

Nous avons mené une telle étude pour :

- une phase lamellaire de tensioactif, pour laquelle nous obtenons un bon accord avec les modèles théoriques généralement acceptés dans la littérature.
- une phase nématique de bâtonnets, où nous mettons en évidence un ralentissement de la dynamique à grande échelle (par rapport à la distance inter-particules).
- une phase lamellaire de plaquettes colloïdales,

Scale-dependent slowdown in a colloidal nematic phase

Dynamics of a lamellar phase studied by XPCS and dynamic light scattering

 

Travaux de thèse et postdoc