Caractérisation et modélisation par microscopie électronique en transmission à balayage (STEM) et spectroscopie de perte d’énergie d’électrons (EELS) de « nanohorns » de carbone monofeuillet fonctionnalisés pour des applications pharmaceutiques

EELS and STEM characterization and modelling of functionalized Single Wall Carbon Nanohorns for drug delivery applications

• Auteur / Autrice : Alan Maigné
• Direction : Odile Stéphan, Christian Colliex
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 06/07/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des solides (Orsay, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Campidelli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Monthioux, Cécile Zakri, Christopher Ewels
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Monthioux, Cécile Zakri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer -- Thérapeutique

Biomatériaux

Nanotubes

Spectroscopie de perte d'énergie des électrons

Microscopie électronique

Mots clés libres

Microscopie électronique

Spectroscopie de perte d’énergie d’électrons

Nanotubes de carbone

Electron microscopy

Energy Electron Loss Spectroscopy

Carbon nanotubes

Résumé

La caractérisation et modélisation de « nanohorns » monofeuillets (SWNH) et de forêts de nanotubes par microscopie analytique sont présentées ainsi que leurs applications pour le traitement du cancer. Dans une première partie, nous introduirons les méthodes de microscopie et de spectroscopie utilisées dans nos expériences. Nous étudierons ensuite le processus de croissance de forêts de nanotubes de carbone monofeuillets (dans le contexte d’une collaboration avec l'AIST au Japon). Les SWNH, leur structure, propriétés de remplissage et de fonctionnarisation seront analysés et une nouvelle méthode sera présentée pour l'étude de la porosité de matériaux inorganique en EELS. Des calculs ab-initio seront aussi utilisés pour étudier l'effet des défauts dans les parois des SWNH sur les phénomènes d'oxydation et de remplissage des SWNH. Finalement, nous étudierons les possibles applications de SWNH dans le domaine pharmaceutique, et en particulier pour les traitements cancéreux.

In this manuscript, we will expose the characterization and modelling of Single Wall Nanohorns (SWNH) and Nanotube Forests by analytical microscopy and the functionalization of SWNH for drug delivery applications. Firstly, we will introduce the microscopy and spectroscopy methods used for our experiments. We will then study the growth process of Single Wall Carbon Nanotubes (SWCNT) forests (within the framework of a collaboration with AIST, Japan). SWCH, their structure, modifications and filling properties will be analysed in details. An original method will be presented to study the porosity of inorganic material with EELS. Ab initio calculation will also be used to explore the effect of the defects present in the SWNH wall on the oxidation and filling process. We will study the potentialities of Single Wall Carbon nanohorns as Drug Delivery Systems and particularly as anticancer drug carriers.