Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Nanomatériaux & Procédés

Participants : Robert Mauricot, Marc Verelst
Doctorants : Julien Santelli

L’équipe de recherche Nanomatériaux et Procédés développe son expertise depuis des recherches les plus fondamentales dans le domaine de la synthèse et de la caractérisation de nanoparticules multifonctionnelles jusqu’à leur valorisation et diffusion sociétale par la création de startup.

Historique et réalisations passées

Au tournant des années 2000 l’équipe a développé un procédé d’élaboration de micro et nanoparticules luminescentes par pyrolyse d’aérosol en partenariat avec la startup DGtech et le fabricant de téléviseur français Thomson Plasma. Malheureusement, ces deux sociétés déposaient leur bilan respectivement en 2006 et 2007. En conséquence, pour finaliser la valorisation de tout le travail accompli, l’équipe participa activement à la création en 2008 de la « spin off » PYLOTE qui développa le procédé de Pyrolyse d’aérosol jusqu’à un stade industriel.

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Prototype préindustriel du procédé de pyrolyse d’aérosol développé au CEMES


La collaboration entre l’équipe NanoPro et la société PYLOTE fut très active de 2008 à 2012, date à laquelle l’équipe s’investit dans un autre projet tout en poursuivant une activité d’expertise et de service pour la société PYLOTE qui vole maintenant de ses propres ailes.
Plus particulièrement spécialisée dans les nanoparticules luminescentes à base de terres, l’équipe est à l’origine de la création, fin 2013 d’une nouvelle « spin off » CHROMALYS. Cette startup, hébergée actuellement dans les locaux mêmes du CEMES, conçoit, fabrique et commercialise de nouvelles sondes multimodales, pour l’imagerie biologique, préclinique et, à terme, médicale, permettant une visualisation en luminescence, en tomographie X et en IRM. ChromaLys poursuit deux objectifs. Se développer rapidement sur le marché de l’imagerie préclinique (sur animaux de laboratoire) puis valoriser son savoir-faire sur une application clinique humaine pour la Radiothérapie Guidée par l’Imagerie (IGRT).

 

Activités actuelles

Depuis 2014 l’équipe NanoPro travaille en collaboration étroite avec la société ChromaLys avec une répartition des tâches en fonction de la mission de chacun. Pour l’équipe NanoPro la mise au point, en amont, de nouvelles sondes multimodales, innovantes et toujours plus performantes. Pour la société, la rationalisation des procédés d’élaboration, la réalisation des tests en conditions d’usages et tous les aspects liés au développement commercial.

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Schéma d’une sonde multifonctionnelle pour l’imagerie multimodale


Bien entendu, ce travail en symbiose se traduit par la rédaction de publications communes ou de dépots de brevets en copropriétés.
Actuellement l’équipe s’investit plus particulièrement dans la mise au point de nouvelles sondes luminescentes, travaillant dans le proche infra-rouge et détectables par des techniques dites à fenêtres temporelles (time gated detection) qui permettent d’améliorer grandement le rapport signal sur bruit aussi bien en microscopie photonique qu’en imagerie in vivo sur animal.

Par ailleurs, depuis 2015, nous mettons à profit notre expertise et notre expérience, en collaboration avec l’université de Parakou, au Bénin, pour la synthèse et l’étude multi-échelles de différents matériaux dépolluants essentiellement à base d’argiles (kaolins, smectites, etc..).
Cette activité émergente de l’équipe part du constat du besoin croissant de matériaux limitant l’impact environnemental des activités humaines qui s’exprime dans le contexte très large de développement durable et de responsabilité sociétale.
Dans ce cadre, Nos premières études ont déjà démontrées le lien existant entre la nature et les propriétés morphologiques de nos matériaux traités et leurs capacités à adsorber avec une relative efficacité certains polluants courants, notamment dans le cadre de traitement d’effluents agricoles.
Aujourd’hui, le but de cette recherche est de comprendre pleinement les mécanismes mis en jeu et de former des supports optimisés de dépollution facilement réalisables et totalement recyclables, ce dans le cadre d’un processus écoresponsable.
 Cette activité transverse est pilotée conjointement par Robert MAURICOT (Groupe M3), David NEUMEYER (Plateforme Caractérisation) et Semiyou Ayélé OSSENI (Université de Parakou).

 

Quelques publications et brevets récents

  • Lixin Zhang, Xianlin Zheng, Wei Deng, Yiqing Lu, Severine Lechevallier, Zhiqiang Ye, Ewa M Goldys, Judith M Dawes, James A Piper, Jingli Yuan, Marc Verelst, Dayong Jin « Practical Implementation, Characterization and Applications of a Multi-Colour Time-Gated Luminescence Microscope” NATURE SCIENTIFIC REPORTS, 4, 6597, 2014
  • Semiyou A Osseni, Sévérine Lechevallier, Marc Verelst, Pascal Perriat, Jeannette Dexpert-Ghys, David Neumeyer, Robin Garcia, Florian Mayer, Kristina Djanashvili, Joop A Peters, Eddy Magdeleine, Hélène Gros-Dagnac, Pierre Celsis, Robert Mauricot « Gadolinium oxysulfide nanoparticles as multimodal imaging agents for T_2 weighted MR, X-ray tomography and photoluminescence » Nanoscale. 2014 Jan 7 ;6(1):555-64.
  •  Caroline Cassia Alves, Julien Demoucron, Bruno Caillier, Phillipe Guillot, Robert Mauricot, Jeannette Dexpert-Ghys, José Mauricio Almeida Caiut « Amino acid coupled to Pr3+ doped lanthanum orthophosphate (LaPO4) nanoparticles » Matrials Letters 137 (2014) 435-439
  • Dexpert-Ghys, Jeannette ; Mauricot, Robert ; Caillier, Bruno ; Guillot, Philppe ; Beaudette, Tristan ; Jai, Guohua ; Tanner, Peter ; Cheng, Bing-Ming « VUV Excitation YBO3 and (Y,Gd)BO3 Phosphors doped with Eu3+ or Tb3+ : comparison of efficiencies and Effects of site-selectivity » Journal of Physical Chemistry C, (2010), 114, 6681-6689,
  • Brevet FR 14 52 111 : Nanoparticules pour leur utilisation dans la détection de tumeurs mobiles
  • Brevet FR 10 57296 : NANOPARTICULES LUMINESCENTES UTILISABLES EN TANT QUE MARQUEURS ET PROCEDE POUR LEUR PREPARATION