Synthèse et caractérisation de sphères monodisperses de silice à porosité radiale (multi)fonctionnelles et étude de leur performance en catalyse en phase liquide et en vectorisation de principes actifs.

Preparation and characterization of multi(functional) monodisperse silica spheres with radial porosity and their performance in liquide phase catalysis and drug vectorization and targeting.

• Auteur / Autrice : Jeff Nyalosaso Likoko
• Direction : Jerzy Zając
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des matériaux
• Date : Soutenance le 12/12/2011
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR 5253 - Institut Charles GERHARDT de Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux - ICGM
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jerzy Zając, Bénédicte Lebeau, Philip Llewellyn, Deborah Jacqueline Jones, Simona Benicci, Clarence Charnay
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bénédicte Lebeau, Philip Llewellyn

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyseurs

Sols -- Porosité

Silice

Mots clés libres

Silice mésoporeuse

Porosité radiale

Sol-gel

Catalyseurs hétérogènes

Al-MCM-41

Système à libération contrôlée

Mesoporous silica

Radial porosity

Sol-gel

Heterogenous catalysts

Al-MCM-41

Drug delivery system

Résumé

Une nouvelle approche de synthèse a été développée pour non seulement contrôler la morphologie, la taille et la texture de particules de silice mais aussi incorporer une ou plusieurs fonctionnalités à la surface interne de leurs pores. La morphologie sphérique, la monodispersité des particules, la porosité radiale, la dispersion et l'accessibilité des fonctionnalités ainsi que leur taux d'incorporation constituent les propriétés et les paramètres physico-chimiques privilégiés dans notre approche qui est basée sur la méthode de Stöber modifiée et la fonctionnalisation in-situ. Deux différentes applications ont été retenues pour étudier la quintessence de cette approche. La première consiste à incorporer des espèces métalliques (Al et Cu par exemple) dans les sphères de silice afin de les rendre fonctionnelles pour des applications catalytiques en phase liquide; et la deuxième consiste à greffer à la surface des particules des nanomachines sensibles permettant de contrôler le relargage des molécules actives pour des applications thérapeutiques. Dans les deux cas d'application, des performances optimales sont attendues.

A novel approach of synthesis has been developed in order to control simultaneously the morphology, size and textural parameters of silica particles, as well as to incorporate one or more functional groups in the pore walls. In this approach, based on the modified Stöber method and in-situ functionalization, emphasis is put on the spherical morphology, the particle monodispersity, the radially disposed porous structure, and the appropriate dispersion and accessibility of surface functional groups. Two potential applications have been selected so as to verify the feasibility of the approach. In view of materials use for heterogenous catalysis in the liquid phase, the monodisperses mesoporous silica spheres were derivatized with metallic species (e.g., Al and Cu) by direct incorporation in the synthesis stage. The second type of applications concerned the use of silica spheres as sensitive nanomachines for the controlled drug release and required grafting of appropriate organic molecules onto the silica surface.