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Accueil > Recherche > Équipe Nanoparticules, Contaminants, Membranes > Thématique "Membranes" > Fonctionnalisation de surface et ajustement de performances

Fonctionnalisation de surface et ajustement de performances

Une des activités de l’équipe concerne la fonctionnalisation de surface des membranes afin de modifier leurs propriétés physico-chimiques et d’en ajuster les performances de filtration. Ces fonctionnalisations peuvent être réalisées par interactions électrostatiques ou par polymérisation (Plasma).

A la base des processus vitaux, les membranes semi-perméables sont aujourd’hui utilisées dans de nombreuses applications industrielles, soit pour valoriser ou épurer les composants d’un mélange, soit pour contrôler sélectivement les échanges de matière entre des milieux différents. L’utilisation des techniques à membranes connaît actuellement une croissance rapide, en raison notamment de la multiplication des domaines d’application. Ce développement devrait s’amplifier, du fait de l’émergence des besoins de protection de l’environnement (dépollution des effluents, procédés propres,...) et grâce aux performances énergétiques et technico-économiques de plus en plus concurrentielles offertes par les procédés à membranes. Parallèlement aux applications, des recherches de plus en plus poussées ont pour objet de mieux comprendre le fonctionnement des membranes, d’en créer de plus performantes ou plus spécifiques, et aussi de mettre au point des procédés permettant d’accéder à de nouvelles applications. Fondamentales ou finalisées, ces recherches nécessitent des connaissances issues de plusieurs disciplines.

D’un autre côté, les polyélectrolytes sont des polymères chargés contenant soit des charges positives soit des charges négatives. Ils peuvent être en solution, se trouver sous la forme de complexes polymères et prendre une multitude de configurations à la surface du matériau à revêtir, selon la formulation du polymère et les paramètres extérieurs comme le pH, les solvants ou la conductivité ionique. L’épaisseur de dépôt varie de 0,5 à 5 nm. Elle dépend de la surface et de la composition de la solution contenant le polyélectrolyte. Lorsque la surface tend vers la neutralité, le phénomène de dépose du polyélectrolyte s’arrête naturellement. Il est ensuite possible de continuer à déposer un autre polyélectrolyte de charge opposée à celle du premier polyélectrolyte déposé et de créer ainsi un revêtement multicouche en inversant les charges à chaque nouvelle couche déposée. Ces dépôts sont très intéressants car pouvant conférer à n’importe quelle surface un grand nombre de propriétés et de caractéristiques selon le polyélectrolyte choisi. Par exemple, les dépôts peuvent rendre la surface chargée électriquement, hydrophile, greffée de groupements biomoléculaires ou bioinertes. Les applications de ces polyélectrolytes sont très nombreuses aussi bien dans le secteur de la chimie que dans le secteur de la biologie et du biomédical.

Aussi, le but de cette étude est de montrer les potentialités offertes par l’association de la physico-chimie des polyélectrolytes et de la physico-chimie des membranes. Pour cela, il s’agira de partir d’une membrane organique et de la modifier en surface avec des polyélectrolytes anioniques ou cationiques dans le but de modifier sa sélectivité et ses propriétés. L’objectif ultime de ces travaux étant de mettre au point des membranes à sélectivité variable, afin d’élaborer, à la demande, par simple dialyse, des solutions de compositions variables. Les modifications physicochimiques de la membrane avant et après modification seront suivies par la détermination de nombres de transport à partir de mesures de potentiel de diffusion ou par des mesures de potentiel/courant d’écoulement.

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