Energie solaire : nouveaux complexes polypyridiniques de ruthénium à longues chaînes ; protection solaire : élaboration de gélosomes pour applications cosmétiques

Periodic Marangoni instabilities in biphasic liquid/liquid system : role and properties of tensioactive ion pairs

• Auteur / Autrice : Plamen Kirilov
• Direction : Hubert Matondo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire et supramoléculaire
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Produits de protection solaire

Ruthénium -- Composés

Bipyridine

Mots clés libres

Bipyridines à longues chaînes

Complexes du ruthénium

Cellules solaires à colorant, microsphères d’organogel

Gélosomes

Huiles émollientes

Protection solaire

Long chain bipyridines

Ruthenium complexes

Dye-sensitizer solar cell

Organogel microspheres

Gelosomes, emollient oils

Sunscreen formulation

Résumé

Dans une première partie de ces travaux de thèse sont présentées la synthèse et les propriétés photophysiques et photochimiques de bipyridines hydrophobes comportant de longues chaînes aminoalkyles. Ces molécules sont liées au ruthénium afin d’obtenir des complexes hydrophobes que l’on pourrait utiliser comme colorant-sensibilisateur dans l’élaboration de cellules solaires. Le comportement photophysique des complexes de ruthénium (II) à longues chaînes aminoalkyles ainsi obtenus est discuté et comparé à celui des systèmes existant actuellement. Les travaux présentés en deuxième partie ont été menés en collaboration avec les laboratoires Pierre-Fabre Dermo-Cosmétique. Ils ont eu pour but la mise au point de microsphères d’organogel nommées « gélosomes ». Elles sont obtenues à partir d’une huile d’intérêt cosmétique et d’un organogélifiant de faible masse moléculaire. Ce dernier est l’acide 12-hydroxystéarique (HSA), et la plupart des huiles cosmétiques utilisées pour l’élaboration de ces particules sont des huiles émollientes. Une des caractéristiques importantes d’un organogel est la température de transition de phases sol-gel, au-dessous de laquelle il y a passage d’un état liquide à un état gel. Cette propriété physique induite par la présence du HSA est à la base de l’élaboration des gélosomes. Les particules obtenues par émulsification au-dessus de la température de transition de phase sol-gel et refroidissement à température ambiante. Elles sont stabilisées dans l’eau par l’intermédiaire d’un tensioactif ou bien d’un polymère. La taille des gélosomes, le comportement rhéologique de leur dispersion aqueuse ainsi que leur stabilité ont également été étudiés en fonction de la quantité de HSA, de polymère ou de tensioactif. Enfin, les dispersions de gélosomes ainsi obtenues ont été évaluées comme ingrédient dans des formulations cosmétiques et notamment en protection solaire.

In the first part of this thesis, the synthesis, the photophysical and photochemical properties of long chain hydrophobic bipyridines are presented. These molecules were used as ligand to synthesize hydrophobic complexes of ruthenium as dye-sensitizers for the development of water resistant solar cells. The photophysical behaviour of these ruthenium (II) complexes with long chain aminoalkyls is discussed and compared with other ruthenium complexes already used as dye-sensitizers. In the second part, we have developed microspheres of organogel named “gelosomes”. This work was carried out in collaboration with laboratories of “Pierre FABRE dermo-cosmétique”. These gelled particles comprise an oil that has a cosmetic interest and a low molecular weight organic gelator. This gelator is the acid 12-hydroxystearic (HSA) and the main oils used for elaboration of the gelosomes were emollient oils. An important physical property of an organogel is the sol-gel phase transition corresponding to a temperature below which there is a transformation from a liquid to a gel. The elaboration of the gelosomes is based on this phase transition induced by small amount of HSA dissolved in oil. The gelled microspheres of oil were obtained by water emulsification, with a surfactant or a polymer, above the sol-gel transition temperature and cooling the oil droplets at room temperature. This process leads to a stable dispersion of gelosomes. The size of the particles, the rheological behaviour of the dispersions and their stability were investigated depending on the amount of HSA, polymer and surfactant. Finally, a dispersion of gelosomes corresponding to a gelled sunscreen oil was investigated as a new cosmetic ingredient for elaboration of sunscreen formulations.