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A venir ...

 
Mercredi 29 Avril 2015
Dr. Franck Cleymand
Équipe "DOLPHIN - Nanomatériaux pour la vie et développement responsable", Département "Nanomatériaux, Électronique et Vivant",Institut Jean Lamour, UMR 7198 CNRS – Université de Lorraine, 54011 Nancy Cedex
Approche biomimétique et de valorisation de la biomasse pour le développement de biomatériaux: applications en ingénierie tissulaire
Les progrès en médecine dépendent de plus en plus de la disponibilité de biomatériaux spécifiques qui permettent de contrôler avec précision le comportement de systèmes biologiques [Langer 2004]. Parmi les différents domaines des biotechnologies et de la bio-ingénierie, le domaine émergeant de la médecine générative est un secteur où l’innovation sur les biomatériaux et leurs mises en forme est au cœur des préoccupations scientifiques et technologiques. Dans le cadre de l’ingénierie tissulaire, des travaux pluridisciplinaires doivent être entrepris afin de concevoir des biomatériaux à fonctionnalités et architecture contrôlées qui seront utilisés en tant que matrice de support (ou matrices extracellulaires de culture – MEC) pour diriger l’organisation, la croissance et la différenciation des cellules, en apportant un support physique et des signaux chimiques [Couvreur 2010]. Après une présentation rapide des activités de recherche de mon équipe «Dolphin-nanomatériaux pour la vie» de l’IJL, qui s’intéresse à l’élaboration, la fonctionnalisation et la caractérisation de matériaux pour la nanomédecine, je présenterai plus particulièrement les activités concernant le développement, maîtrisé et sécurisé, de MECs « naturelles » pour l’ingénierie tissulaire. La mise au point de ces nouveaux biomatériaux à architecture et fonctionnalités contrôlées valorise la biomasse et s’inspire le plus souvent de la nature. Ces études sont menées en étroite collaboration avec des biologistes et praticiens (ex IMoPa/Biopole/Nancy, CHU Nancy), des spécialistes de la vectorisation (ex LiBio/ENSAIA/Nancy) et des biomécaniciens (ex LBA/Marseille) ayant ainsi permis de structurer un réseau de recherche translationnelle en ingénierie tissulaire. Afin d’illustrer cette démarche et ces travaux, je prendrai l’exemple, de l’étude multi-échelles des élytres des Dynaste Hercule et des tendons de lapins [Khan 2013] qui ont permis d’établir un cahier des charges pour élaborer des MECs. Puis, en fonction de l’application, au sein de l’équipe nous élaborons des MECs par des procédés maîtrisés et sécurisés, sous différentes formes : films minces, fibres, capsules. Enfin, je montrerai comment apporter de nouvelles fonctionnalités i) en incorporant des nanoliposomes à base de PC naturelles permettant la délivrance contrôlée de principes actifs [Zhang 2012] ou des exosomes de CSM de la gelée de Wharton et/ou ii) en modifiant leur surface par un traitement plasma [Zhang 2013]. [Langer 2004] R. Langer, D.A. Tirrell, “Designing materials for biology and medicine" Nature (2004), 428, 487-492. [Couvreur 2010] Patrick Couvreur, Les nanotechnologies peuvent-elles contribuer à traiter des maladies sévères ? Paris, Fayard, 2010 (n°211). [Khan, 2013] CJF Khan, D. Dumas, E. Arab-Tehrany, V. Marie, N. Tran, X. Wang, F. Cleymand “Structural and mechanical multi-scale characterization of white New-Zealand rabbit Achilles tendon” Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 26, 81-89, 2013, 1751-6161 [Zhang, 2012] Zhang, H.Y., Arab Tehrany, E., Kahn, C.J.F., Ponçot, M., Linder, M., Cleymand, F. Effects of nanoliposomes based on soya, rapeseed and fish lecithin on chitosan film designed for tissue engineering. Carbohydrate Polymers, 88, 2012, 618-627. [Zhang 2013] Zhang H.Y., Cleymand F., Kahn C.J.F., Linder M.; Henrion G., Dahoun A., Arab-Tehrany E. Effects of radio frequency (RF) Cold plasma on chitosan and its nanoliposome blend thin films for tissue engineering applications Carbohydrate polymers, 93(2), 2013, 401-411

Jeudi 21 Mai 2015
Dr. Alexandra JAKOB
Solvay Special Chemicals France Route d'Arles - 13129 Salin de Giraud, France
Contrôle des propriétés du carbonate de calcium précipité : du procédé aux applications industrielles
Le carbonate de calcium précipité (CCP) est une charge multifonctionnelle présentant des applications dans des domaines variés tels que les peintures, les papiers, les adhésifs, les mastics ou encore l’industrie agroalimentaire. Ce matériau est obtenu par recomposition du calcaire, un procédé qui implique notamment une étape de carbonatation de l’hydroxyde de calcium par du dioxyde de carbone en phase aqueuse. En comparaison avec les formes naturelles de calcaire, le carbonate de calcium précipité possède un polymorphisme, une morphologie et une taille de cristaux contrôlés. Il est en effet possible, au moyen de paramètres de synthèse strictement choisis, de former des cristaux de carbonate de calcium de taille nanométrique homogène, dotés d’un facteur de forme défini. L’objectif de ce séminaire est de décrire les principales voies de synthèse aboutissant à une maîtrise des principales propriétés physiques du CCP, ainsi que d’expliciter leur lien avec les performances résultantes dans les applications finales. Le rôle des différentes étapes du procédé de production du CCP, en particulier de la carbonatation et des additifs potentiels utilisés, sera étudié en détail, afin de présenter les paramètres permettant de contrôler la taille et le facteur de forme des cristaux obtenus. Dans un second temps, les relations entre les propriétés du CCP et ses fonctionnalités dans une formulation donnée seront évoquées ; des exemples concernant les propriétés rhéologiques dans des mastics ou adhésifs et les propriétés optiques dans les peintures seront présentés.

Jeudi 28 Mai 2015
Stéphane Viel
Aix-Marseille Université, CNRS, Institut de Chimie Radicalaire (UMR 7273), 13397 Marseille, France
Structural investigation of materials by solid-state dynamic nuclear polarisation (DNP) nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy
Solid-state nuclear magnetic resonance (SSNMR) is a versatile and purely non-destructive technique that can provide high-resolution molecular structural information on a large variety of materials, either directly by acquiring the NMR experiments at high magnetic fields or indirectly by taking advantage of multidimensional correlation schemes (or both). Contrary to scattering techniques, SSNMR is perfectly suited for the analysis of powdered samples (i.e. single crystals are not required), and it can access supramolecular structural information without the need of long-range translational order. The Achilles’ heel of NMR, however, remains its low sensitivity that usually precludes analysis of structural details, which are intrinsically associated with NMR signals of low intensity. One of the most promising methods for boosting the SSNMR sensitivity is dynamic nuclear polarisation (DNP), which enhances nuclear magnetisation through the microwave-driven transfer (usually at cryogenic temperatures) of electron spin polarisation to nuclei via exogenous paramagnetic centres. DNP is nowadays attracting renewed attention owing to recent spectacular technological and theoretical developments. This communication will describe recent advances in the field of DNP SSNMR for the characterisation of materials in the solid-state by focusing both on inorganic and organic materials (including organic polymers).

Jeudi 04 Juin 2015
Dr. Olivier DOUHERET
Chimie des Matériaux Nouveaux (CMN), Materia-Nova, Université de Mons, Mons, Belgique
Electrical characterisation of organic semiconducting nanostructures
With the tremendous developments of information and communication technologies, the latest decades witnessed continuous research and breakthroughs in new materials likely to be incorporated in electronic devices. Among them, organic semiconductors rose particular interest as they can actually replicate standard components such as transistors, (light-emitting) diodes or photovoltaic cells, with attractive advantages such as fabrication cost, low operating power, large scale display and flexibility. Though significant performances are today’s reached, much remains to be understood as for the chemical and physical mechanisms at stake within and between the different materials composing the investigated devices. Far from the monocrystalline structures of standard Si and III-V nanotechnologies, the degree of organization of organic semiconductors is shown to play a key role on the resulting performances of the devices. In organic photovoltaic cells (OPV), for instance, this organization is to be controlled at the nanoscale to satisfy both the ultimate intermix between traditional donor and acceptor semiconducting materials, but also to exhibit sufficiently degree of crystallinity to ensure efficient carrier transport across the device. The local analysis of these nanostructures was possible provided versatile scanning probe microscopy characterization methods. In particular, conducting atomic force microscopy (C-AFM) has shown to be of prime interest to investigate local electrical properties. Scanning softly semiconducting organic nanostructures with a metallic probe dc biased regarding to the sample, allowed both for the electrical delineation of nanostructured materials or blends, and for the characterization of conductive properties by means of local I-V profiles. Quadratic variations of the current with the voltage are often reported as an evidence for C-AFM current originating from space charge limited current. More recently, original experimental protocols have been proposed to demonstrate the local aspect of the current measured. Provided an appropriate and non-numerical model, the spatial resolution of the measurements could be estimated within 10 nm whilst characterization of electrical properties allow for quantitative determination of local carrier density and mobility.
References:
1 D. Moerman, R. Lazzaroni and O. Douhéret, Applied Physics Letters, 2011, 99, 093303
2 D. Moerman, N. Sebaihi, S. E. Kaviyil, P. Lclère, R. Lazzaroni and O. Douhéret, Nanoscale, 2014, 6, 10596-10603

Jeudi 11 Juin 2015
Dr. Chantal Abergel & Jean-Michel Claverie
Structural and Genomic Information laboratory, CNRS-AMU UMR 7256, IMM, Parc Scientifique de Luminy, Marseille, France
The rapidly expanding universe of giant viruses
"Giant virus" is a typical oxymoron if we refer to the origin of the virus concept: an infectious agent capable of passing through the filter designed by Chamberland to stop all microbes known at the time of Pasteur (in the mid nineteen century). We identified the first giant virus called "Mimivirus" (for microbe mimicking virus) in 2003. With a particle of 0.7 micrometer in diameter packing a 1.2 Mb genome encoding 979 proteins, Mimivirus was the first virus overlapping the world of bacteria both in terms of particle size and genome complexity. These giant viruses are not rare and many Mimivirus relatives (the Megaviridae) were then quickly isolated, culminating with Megavirus chilensis, encoding 1,120 proteins among which 7 aminoacyl-tRNA synthetases, until then considered hallmarks of cellular microorganisms. As we thought we were finally reaching the limit of viral complexity and started to build a new paradigm about the evolution of DNA viruses, the discovery of the Pandoraviruses came ruining this newly built theoretical edifice. With 1.2 micron-long particles packing a genome of 2.5 Mb encoding more than 2,500 proteins, Pandoravirus salinus is now surpassing the complexity of the smallest eukaryotic cells, such as parasitic microsporidia species. However, with less than 10% of their predicted proteins resembling anything, as well as their unique mode of replication, the Pandoraviruses clearly represent a class of giant viruses totally unrelated to the Megaviridae. Finally, I will present the discovery of Pithovirus sibericum, isolated from a >30,000-y-old radiocarbon-dated sample of Siberian permafrost. This third type of giant virus combine an even larger pandoravirus-like particle 1.5 μm in length with a surprisingly smaller 600 kbAT-rich genome, a gene content more similar to Iridoviruses and Marseillevirus, and a fully cytoplasmic replication reminiscent of the Megaviridae. Pandoravirus-like particles may thus be associated with a variety of virus families more diverse than previously envisioned. To conclude, I will briefly present the hypotheses that have been proposed about the origin and evolution of DNA viruses and their possible link with the emergence of eukaryotes.

Jeudi 18 Juin 2015
Prof. Graca VICENTE & Prof. Kevin M. S
Department of Chemistry, Louisiana State University (USA)
15h : Reactivity and Photophysical properties of halogenated BODIPYs
16h : Photosensitizers from Chlorophyll

Jeudi 25 Juin 2015
Marco Abbarchi
Aix-Marseille Université, CNRS, Centrale Marseille, IM2NP, UMR 7334, Campus de St. Jérôme, 13397 Marseille, France
Fabrication and optical properties of ultra-large arrays of silicon-based Mie resonators
Based on Mie-modes of electric and magnetic multipoles nature, sub-micrometric resonant cavities made of high refractive index materials have been recently reported by several groups [1-6]. In this class of novel resonators, polarization currents are formed by the incoming light inducing strong magnetic and electric multi-polar modes ruling the optical properties of the far field scattering pattern [1,2,5,6]. Common approaches for the implementation of dielectric Mie resonators (MR) include laser sputtering [1,2], e-beam lithography [5], CVD [4] and two-step nano-imprint [6]. Here [8] we propose the use of solid state dewetting of a thin crystalline silicon on insulator substrate [7], a one-step dry process, for the production of high density MR over large areas. This method is shown to allow the production of monocrystaline MRs that feature two resonant modes in the visible spectrum, as observed in confocal scattering spectroscopy. Homogeneous scattering responses and improved spatial ordering of the Si-based resonators are observed when dewetting is assisted by electron-beam litography. Finally, exploiting different agglomeration regimes, we highlight the versatility of this technique, which, when assisted by focussed ion beam nanopatterning, produces monocrystalline nanocrystals with ad hoc size, position and organization in complex oligomers. Our findings [8] open new ways of playing with ordered and disordered metamaterials for thin-film anti-reflection coating and broad band and wide angle light-coupling. Furthermore, when dewetting SOI substrates patterned by E-Beam or by FIB we obtain ad-hoc arrangements of complex oligomers. References:
[1] Miroshnichenko et al., Sci. Rep. 2, 492 (2012)
[2] Fu et al, Nat. Comm. 4, 1527 (2013)
[3] Coenen et al, ACS Nano 7, 1689 (2013)
[4] Shi et al, Adv. Mat. 24, 5934 (2012)
[5] Staude et al, ACS Nano 7 7824 (2013)
[6] Spinelli et al, Nat. Comm 3, 692 (2012)
[7] Aouassa et al, Appl. Phys. Lett. 101, 013117 (2012)
[8] Abbarchi et al, ACS Nano 8, 11181 (2014)

Jeudi 09 Juillet 2015
Caroline Tardivat
Directrice, Ceramic Synthesis and Functionalization Laboratory, Laboratoire commun CNRS / Saint-Gobain CREE, Cavaillon, France
Non-SOFC applications of ion-conductive ceramics

Jeudi 8 Octobre 2015
Pr. Paul KNOCHEL
Département de Chimie, Ludwig-Maximilians University, Münich, Allemagne
Chimie organométallique polyfonctionnelle en synthèse hétérocyclique