Un polymère universel pour stabiliser des microcapsules à coeur(s) aqueux

Publié par Redbran le 29/04/2021 à 13:00
Source: CNRS INC
L'encapsulation est un procédé largement utilisé dans les industries pharmaceutique, agroalimentaire ou cosmétique pour cloisonner, protéger et/ou relarguer une molécule d'intérêt (parfum, arôme, médicament, détergent...). Pourtant, les molécules hydrophiles sont généralement plus difficiles à encapsuler que les actifs lipophiles et il existe très peu de techniques simples et efficaces pour générer des microcapsules remplies d'une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) aqueuse.


L'alcool polyvinylique partiellement hydrolysé permet de stabiliser à la fois des émulsions "eau dans l'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à...)" et "huile dans l'eau" en fonction de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) pour former simplement des microcapsules multiples. Cette image obtenue par microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...) confocale montre sur les mêmes objets les zones hydrophiles (gouttelettes d'eau marquées en fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que...) verte) et les zones hydrophobes (gouttelettes d'huile marquées en fluorescence rouge).
© François Ganachaud

Largement disponible, économique et biocompatible, l'alcool polyvinylique (PVA) est un polymère (Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un...) soluble dans l'eau couramment utilisé pour l'encapsulation (L'encapsulation en général est la notion de mettre une chose dans une autre. En imageant, on peut...) de molécules lipophiles et la stabilisation d'émulsions "huile dans l'eau". Des chercheurs du laboratoire Complex assemblies of soft matter (COMPASS - CNRS/Solvay/ Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Pennsylvanie) aux Etats Unis (L'UNIS, pour UNIversité du Svalbard, est une université norvégienne implantée...) ont récemment mis au point (Graphie) un nouveau procédé simple qui permet de préparer des capsules remplies d'eau stabilisées par un PVA aux propriétés particulières.

Pour ce tour de force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...), ils ont exploité le fait que, lorsque le PVA est partiellement hydrolysé*, sa solubilité dans l'eau diminue quand la température augmente. Lorsque l'huile et la solution aqueuse de ce PVA singulier sont émulsionnées au-dessus d'une certaine température critique, une émulsion "eau dans huile" stabilisée par le PVA se forme aisément, tandis qu'à température ambiante, le même polymère stabilise des émulsions d'huile dans l'eau. Une re-dispersion de l'émulsion "eau dans huile" formée à haute température dans la phase aqueuse contenant le PVA permet ensuite de générer aisément des capsules multiples "eau dans huile dans eau". Lorsqu'on évapore l'huile, on génère également des microcapsules "eau dans eau". Les microcapsules peuvent être légèrement réticulées** pour augmenter leur stabilité à plus long terme.

Ces résultats, publiés dans la revue ACS Applied Polymer Materials, ouvrent de nombreuses perspectives de dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...) et d'encapsulation de molécules hydrophiles.

Notes:
* L'hydrolyse partielle du PVA est obtenue en ne convertissant qu'une partie des fonctions esters du polymère de départ, le polyacétate de vinyle (Le vinyle est, selon l’IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry),...), et ce dans une proportion parfaitement maitrisée (80% de fonctions hydrolysées).
** La réticulation consiste à attacher les chaînes de PVA ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) par une réaction chimique permettant de consolider l'écorce (L'écorce est le revêtement extérieur du tronc, des branches et des racines des arbres, et plus...) des capsules en un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) dense solide.


Référence:
Hydrophilic and Double Hydrophilic/Hydrophobic Microcapsules using a Single, Thermally Responsive, Self-Sorting Dispersant.
Lérys Granado, Céline Burel, Rémi Giordanengo, Ahmed Alsayed, Denis Bendejacq et François Ganachaud, 23 mars 2021.
https://doi.org/10.1021/acsapm.1c00077

Contacts:
- François Ganachaud - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) (Complex Assemblies of Soft Matter - COMPASS UMI3254, CNRS/Solvay/University of Pennsylvania)
- Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie,...) - Chercheur à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) parisien de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) moléculaire & Chargé de mission pour la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) de l'INC - inc.communication at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...).fr
- Anne-Valérie Ruzette - Chargée scientifique pour la communication - Institut de chimie du CNRS - anne-valerie.ruzette at cnrs.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication - Institut de chimie du CNRS - inc.communication at cnrs.fr
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