Plateforme THERMOSPE thermomécanique et spectroscopie IR/Raman Coordinateur A. Ponton ■ Plateforme unique en France (et en Europe) ✓ projet interdisciplinaire physique/chimie/biologie/santé ✓ projet fédérateur (universités Paris 7, Paris 13, Paris 5 COMUE USPC + universités Lille et Littoral et Côte d’Opale, Hôpital Européen Georges Pompidou + … ✓ projet à fort potentiel de valorisation (SATT IDF Innov étude de marchés & plan d’affaires prévisionnel): offre des services de conseils et d’analyses expérimentales

Plateforme THERMOSPE ■ Rhéologie permet d’étudier les propriétés macroscopiques d’écoulement et viscoélastiques • pas d’information à l’échelle micro/moléculaire • quelle méthode utilisée? ■ Spectroscopie Infra Rouge (IR) et Raman permet de détecter • des changements de conformation • d’orientation moléculaire en fonction de la température, du cisaillement

Plateforme THERMOSPE ■ Corrélation en ligne rhéologie/changements de structure moléculaire en fonction du temps, de la température , d’un cisaillement ou d’une déformation

Plateforme THERMOSPE Couplage Rhéologie/Spectroscopie IR Acquisition simultanée de données

Plateforme THERMOSPE Couplage Rhéologie/Spectroscopie IR

Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: suivi de réticulation d’une mousse de polyuréthane par IR-TF et cisaillement • Rhéologie varie clairement en fonction de la chimie • Augmentation de G’ est fonction de la concentration en liaison amide • Augmentation de G’’ fonction de la concentration en bulles d’air • Réaction “rapide” l’uréthane libre reste à niveau constant

Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: suivi de réticulation d’une colle acrylate par IR-TF et cisaillement Polymérisation radicalaire du méthacrylate en polyméthacrylate en bleu: liaison C=C- du monomère marqué en rouge: liaison ester du polymère Augmentation de G’ et de G’’ en fonction du temps avec diminution du signal du monomère et augmentation du signal du polymère © ThermoFischer

mise en évidence en IR lointain Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: détection de pigments par IR-TF • Les additifs et pigments doivent être analysés pour des raisons de santé (certains pigments sont interdits parce qu’ils sont des métaux lourds: plomb, cadmium mise en évidence en IR lointain Présence d’un pigment jaune de cadnium dans échantillon de polymère © ThermoFischer

Plateforme THERMOSPE Couplage Rhéologie/Spectroscopie Raman ■ En spectroscopie Raman • possibilité de mesurer la polarisabilité • étude des mécanismes de cristallisation • étude d’échantillons aqueux ■ IR & Raman: informations complémentaires • groupements fonctionnels finaux dominants en IR • squelette moléculaire dominant en Raman • spectre Raman utile pour caractériser la morphologie Les faibles absorbeurs en IR sont souvent de forts émetteurs en Raman et vice versa

Plateforme THERMOSPE Couplage Rhéologie/Spectroscopie Raman Acquisition simultanée de données

Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: méthode non-invasive pour suivi de cinétique de réaction & propriétés viscoélastiques Étude de processus de cristallisation polymérique © ThermoFischer

Plateforme THERMOSPE Polypropylene • Couplage mesures rhéologiques, spectroscopie Raman et visualisation optique • Images optiques du PP à différentes températures • Images associées aux propriétés viscoélastiques et Raman pour mieux comprendre changement de phase

Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: méthode non-invasive pour suivi de cinétique de réaction & propriétés viscoélastiques Étude de la stabilité en température d’une émulsion polymérique (crème pour les mains): rôle de l’émulsifiant polystearate • stockage à 25°C • utilisation à 37°C: diminution de G’ donc plus de cisaillement pour application mais meilleure adhérence sur la peau • ~50°C: passage phase cristalline phase amorphe (fluide): échantillon non stable mise en évidence par Raman © ThermoFischer

Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: méthode non-invasive pour suivi de cinétique de réaction & propriétés viscoélastiques Étude de la stabilité en température d’une émulsion polymérique (crème pour les mains): rôle de l’émulsifiant polystearate Vibrations C-C (1060- 1129 cm-1) et CH2 (1296 cm-1) représentent les vibrations de la phase cristalline. Quand T augmente, intensité des pics diminue (transition cristalline-amorphe) © ThermoFischer

Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: étude de comprimés L’imagerie Raman fonctionne sur des échantillons entiers ou des particules (millimètres au microns). 11 x 11 mm surface 5.4 million de spectres !!! 5 mm taille en pixel Acquisition (1.8 ms/spectre) ~3 heures d’acquisition!! © ThermoFischer

Plateforme THERMOSPE Exemple d’application: spectroscopie Raman de cellules Information sur composition chimique & structure de conformation Cellule vivante © ThermoFischer Cytochrome complexe intervenant dans mort programmée des cellules

Plateforme THERMOSPE ■ Outil performant pour la recherche académique collaborative ✓ matériaux nanocomposites magnéto-stimulables à base de biopolymères (universités Paris 7, Paris 13, Paris 5 + collaboration avec Espagne, Labex SEAM) ✓ motilité de micro-algues dans les mousses et les films liquides (université Paris 7 + universités Lille et Littoral et Côte d’Opale, PEPS CNRS) ✓ obtention simultanée d’ informations chimiques, biochimiques et physiologiques sur le vivant dans son environnement (application biologique par suivi de la dégradation de nanoparticules & traitement photothermique modifié selon leur localisation université Paris 7 + Hôpital Européen Georges Pompidou

Plateforme THERMOSPE ■ Outil performant pour la recherche finalisée une offre de services en R & D et Ingénierie de Projets complète et sur-mesure: ✓ conseil et veille technologique ✓ prestations de services et contrats de recherche ✓ accès à des équipements de pointe ✓ formation continue & initiale

Plateforme THERMOSPE ■ Valorisation (SATT IDF Innov) ✓ Analyse du marché client et ciblage des secteurs les + solvables cosmétiques, pharmaceutiques, agroalimentaires ✓ Identification de grands comptes ✓ Catalogue de l’ensemble des prestations sur la base des coûts complets de fonctionnement et plan d’affaires ✓ Mise en place d’une stratégie de communication • partenariat privilégié avec ThermoFischer • pôle de compétitivité Cosmetic Valley • réseau SATT IDF Innov et autres SATT, Instituts Carnot • diffusion presse spécialisée • diffusion coordonnée avec autres plateformes de Paris 7, COMUE SPC