Gels bioinspirés pour la filtration de l’eau

Proposition de stage M2 2020-2021

Laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle, (SIMM)

Adresse: ESPCI, 10 Rue Vauquelin 75005 Paris

Directeur du laboratoire: Etienne Barthel

Encadrement : Cécile Monteux (cecile.monteux (arobase) espci.fr) et Bruno Bresson (bruno.bresson (arobase) espci.fr) ; Doctorante :Malak Alaa Eddine (malak.alaa-eddine (arobase) espci.fr)
Collaboration étroite avec Sabrina Belbekhouche (ICMPE Thiais)

Dans le corps humain, certains « biogels », des hydrogels composés de réseaux de chaines de biopolymères dans l’eau, jouent un rôle de filtration très utile : par exemple le mucus, composé de protéines empêche des nanoparticules toxiques d’entrer dans les poumons. Dans le rein, la barrière glomérulaire, composée de polymères biologiques comme le collagène, filtre les protéines arrivant dans les urines. Ces biogels semblent être très perméables à l’eau, et pourtant très efficaces pour bloquer des particules de taille nanométrique.
Afin de pouvoir mettre au point de nouveaux filtres à base d’hydrogels pour la filtration de virus ou de bactéries dans le traitement de l’eau, il serait utile de comprendre les mécanismes à l’origine du pouvoir filtrant des biogels. Ainsi, on s’attend à ce que la charge électrique et l’hydrophobie des polymères composant d’hydrogels joue un rôle sur la manière dont les particules s’accumulent à la surface du gel ou pénètrent dedans. On s’attend aussi à ce que l’hydrogel, sous l’effet d’une pression appliquée lors de la filtration, se déforme et que sa perméabilité évolue au cours du temps.
Le but du stage sera de déterminer la perméabilité des hydrogels à l’eau, en fonction de leur nature physico-chimique et de leurs propriétés mécaniques et de mesurer leur pouvoir filtrant grâce à un dispositif de filtration modèle très simple développé récemment au laboratoire. On modulera les propriétés des hydrogels (degré de réticulation et charge) et des particules.

Quelques références

Advances in the preparation of hydrogel for wastewater treatment: A concise review DOI: org/10.1016/j.jece.2019.103295
The particle in the spider’s web: transport through biological hydrogels, Jacob Witten 1, Katharina Ribbeck, DOI: 10.1039/c6nr09736g

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Practical information

Sciences et Ingénierie de la Matière Molle

Soft Matter Enginering and Science Laboratory - UMR 7615

10 rue Vauquelin
75231 PARIS CEDEX 05
FRANCE

  • Chair : E. Barthel
  • Vice Chairs : J.B. d’Espinose & G. Ducouret
  • Administration : F. Decuq, M.-T. Mendy & M. Hirano-Courcot
  • Communication : A. Hakopian & M. Ciccotti
  • Information Technology : A. Hakopian
  • Safety, Health and Environment Assistant : F. Martin

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