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Contrôler la variabilité structurale des biopolymères, nanocristaux, nanofibres 

Nous étudions la modification d'hémicelluloses (xyloglucanes, xylanes, glucomannanes,... ) par des procédés physiques (ultrason) ou enzymatiques pour moduler des paramètres tels que la masse molaire ou la structure moléculaire (taux de substitution et distribution des substituants des hémicelluloses par exemple). Au-delà des nanocristaux de cellulose natifs, d'autres structures cristallines (cellulose II) sont envisagées ; nous nous intéresserons également à des nanoparticules variant en morphologie (nanofibres de cellulose) ou en chimie de surface (nanocristaux / nanofibres de chitine).

Voies de modification surfacique des nanocelluloses

Nous nous focalisons sur trois stratégies de modification des nanocelluloses : (i) l’adsorption physique de biopolymères (hémicelluloses de variabilité structurale contrôlée)  (ii) la modification enzymatique (dont les enzymes LPMO, les laccases, les lipases, etc.), (iii) la fonctionnalisation chimique ciblée régio-spécifique (surface ou extrémité réductrice) par des procédés moins énergivores et moins toxiques (multi-fonctionnalisation simultanée) afin de diriger la modification pour des objets à haute valeur ajoutée tel que des matériaux programmables.

Particules hybrides

Nous associons les nanoparticules d’origine biologique (cellulose ou chitine) à une fraction faible d’autres particules, généralement inorganiques, porteuses de propriétés spécifiques accessibles en surface. Les nanocristaux servent ainsi de substrat pour la nucléation et la croissance contrôlées de nanoparticules telles que Ag, TiO₂, CuO, etc. Ce type de modification utilise les principes de l'approche Safer-by-design visant à minimiser les risques pour la santé humaine et l'environnement.