Retour vers le futur: les acides gras, le génie vert pour obtenir des matériaux mous stimulables

Abstract

Dans ce manuscrit en vue de l'obtention de l'Habilitation à Diriger des Recherches, je décris mes travaux sur les matériaux souples réactifs à base d'acides gras. Mes recherches ont porté sur l'utilisation de l'auto-assemblage et de l'assemblage dirigé pour concevoir des matériaux souples intelligents, en particulier des mousses. Ces matériaux intelligents, qui réagissent à divers stimuli (lumière, température, champ magnétique, etc.), sont généralement conçus à partir de molécules synthétiques, dont la plupart sont nocives pour l'environnement. Mon approche scientifique de la conception de matériaux stimulables consiste à trouver des moyens d'utiliser des molécules naturelles comme composants clés. La nouveauté de mes recherches était l'utilisation d'acides gras (acides carboxyliques à longue chaîne) provenant principalement de plantes et de sous-produits fournis par l'agriculture et l'industrie alimentaire, comme alternatives à ces substances dangereuses. L'utilisation des ressources agricoles à des fins industrielles est l'un des enjeux sociétaux majeurs du 21ème siècle et le développement des matériaux verts est une tendance croissante dans de nombreuses industries, notamment en pharmaceutique, agroalimentaire et en cosmétique. L'enjeu scientifique était de comprendre comment modifier les propriétés de ces acides gras sans chimie de synthèse et de les utiliser comme briques de base pour concevoir des matériaux réactifs à des stimuli : lumière, température et champ magnétique. Je me suis concentré sur la compréhension des principes fondamentaux des interactions intermoléculaires et interparticulaires, qui régissent les propriétés physiques résultantes des structures supracolloïdales. J'ai développé des stratégies pour contrôler ces interactions afin d'établir de nouvelles voies pour concevoir des matériaux stimulables. J'ai toujours eu un intérêt particulier à comprendre le lien entre leur structure et leurs propriétés à toutes les échelles de longueur. Dans ce manuscrit, j'illustre comment les molécules d'acides gras, malgré des siècles d’utilisation, peuvent continuer à nous surprendre avec de nouvelles structures et propriétés auto-assemblées jusqu'ici inconnues et comment elles sont encore une arène ouverte pour la recherche. J'illustrerai ici comment, en utilisant des approches innovantes du génie chimique, mon travail a ouvert de nouvelles voies pour la fabrication de matériaux multifonctionnels, notamment des auto-assemblages réactifs, des interfaces et des mousses, des structures manipulées magnétiquement et des gels auto-réparateurs.