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La nono-cristallisation en continu

Une équipe de chercheurs, du Laboratoire des nanomatériaux pour les systèmes sous sollicitations extrêmes de l'Institut franco-allemand de Saint-Louis (CNRS / Université deStrasbourg), vient de mettre au point une nouvelle

méthode qui permet la production en continu, à l'échelle industrielle, de nano-co-cristaux organiques ou organométalliques tout en contrôlant leur taille et leur composition.

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Figure 1 : Principe du procédé

Cette technique de nanocristallisation, continue, consiste en une brumisation (projection d’un liquide en fine gouttelettes) suivie d’une évaporation ultra-rapide d'un solvant contenant les espèces chimiques à nano-co-cristalliser (figure 1 et 2). Ce solvant étant maintenu chauffé (aux environs de140 à 160 °C) et sous pression (40 Bar), il est détendu au travers d'une buse à cône creux dans une enceinte sous vide (5 mBar). La chute de pression et le choc thermique qui résulte de cette opération provoquent l'évaporation du solvant et la cristallisation des produits sous forme de nanoparticules.

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Figure 2 ; Nano-composites obtenus par le procédé de brumisation évaporation flash ("SFE" pour "Spray Flash Evaporation")

En mettant en pratique ce nouveau procédé, les chercheurs sont parvenus à élaborer des nanocristaux énergétiques et des nanomédicaments modèles à base de caféine co-cristallisée avec de l'acide oxalique (figure 3) et de l'acide glutarique, ayant une taille qui varie entre 40 et 150 nanomètres.

nanoc2Figure 3 : AFM du nano-cocristal caféine/acide oxalique

Notons que l’élaboration de nanoparticules organiques ou organométalliques de taille et de composition bien définies représente un challenge pour différents secteurs d'activité, notamment les domaines pharmaceutiques et énergétiques.

Ces composés permettraient, par exemple, d’élaborer des médicaments multifonctionnels contenant plusieurs principes actifs co-cristallisés avec une forme co-cristalline pouvant notamment augmenter leur cinétique d'absorption par le corps.

Au-delà des domaines pharmaceutiques et énergétiques, ce nouveau procédé impactera également des produits à forte valeur ajoutée comme les cristaux ferroélectriques et les filtres optiques, ou encore les précurseurs de synthèses réactives pour la fabrication de nanodiamants ou d'explosifs ultra-fins.


Pour en savoir plus

www.cnrs.fr

www.nature.com

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