Etude physico-chimique des états de surface et de la passivation du quartz en relation avec son caractère pathogène

par Mieczyslaw Czernichowski

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de René Erre.

Soutenue en 1989

à Orléans .

mots clés

• Quartz
• Surfaces (technologie) -- Analyse

Résumé

Les caracteristiques physico-chimiques de surface de differents echantillons de quartz et de silice ont ete etudiees afin de determiner le role de la composition chimique, de la polarite, du caractere hydrophobe et des radicaux libres dans la cytotoxicite et le pouvoir fibrosant du quartz. Le type et les caracteristiques chimiques de ces echantillons ont ete diversifies (faces monocristallines, fractures, microcristaux de synthese de taille inferieure a 2 microns, quartz naturel, sable. . . ). La passivation de ces surfaces a ete etudiee par impregnation par du lactate d'aluminium ou du chlorure de zirconyle. La polarite de surface a ete mesuree a l'aide de molecules-sondes fluorescentes adsorbees et le caractere hydrophobe par adsorption de vapeur d'eau. La composition et les liaisons chimiques de surface ont ete etudiees par spectroscopie de photoelectrons x et la detection et la nature des radicaux libres par resonance paramagnetique d'electrons. Parallelement, la toxicite des echantillons a ete testee in vitro (hemolyse, inhibition de croissance, liberation de ldh) et in vivo (poids des poumons, exces de collagene, exces de lipides et teneur en silicium): l'impregnation par de l'aluminium ou du zirconium des echantillons de quartz broye reduit leur caractere nocif et la toxicite des faces cristallines est prononcee mais moindre que celle des surfaces de broyage pour un etat de purete equivalent. Une correlation inverse a ete etablie entre la polarite de surface et l'activite biologique, mais il n'y a pas de correlation apparente entre la toxicite et le caractere hydrophobe (les groupements hydroxyles n'ont aucun role pathogene) ou la densite de centres paramagnetiques (en particulier, les microcristaux de synthese sont toxiques mais ne presentent pas de signal r. P. E. ). L'espece passivante est greffee a la surface par une liaison forte impliquant des sites de surface ayant des liais

Titre traduit

A study of the surface state and the passivation of silica in relation with its pathogenic properties

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