Présentation

Article interactif

1 - MICROFLUIDIQUE : INTRODUCTION AUX GRANDEURS PHYSIQUES ET À LA FABRICATION DES PUCES

2 - APPLICATIONS DE LA MICROFLUIDIQUE

  • 2.1 - Microfluidique pour la réalisation d'essais immunologiques
  • 2.2 - Cultures cellulaires et organes sur puce
  • 2.3 - Réactions chimiques en réacteur microfluidique

3 - MICROFLUIDIQUE DES DISPERSIONS DE LIQUIDES NON MISCIBLES

4 - ÉMULSIONS MULTIPLES ET ÉMULSIONS DE PICKERING

5 - SYSTÈMES COLLOÏDAUX COMPLEXES

6 - CONCLUSION

7 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : J8010 v1

Émulsions multiples et émulsions de Pickering
Microfluidique et formulation - Émulsions et systèmes colloïdaux complexes

Auteur(s) : Véronique NARDELLO-RATAJ, Jesús Fermin ONTIVEROS

Relu et validé le 02 sept. 2020

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Apparue en 1990, la technologie microfluidique a ouvert des voies de compréhension de différents phénomènes dans des disciplines variées. Elle a en même temps permis de développer des nouveaux systèmes complexes pour de nouvelles applications. Cet article établit l’état de l’art de la microfluidique dans le domaine des émulsions (simples, multiples, de Pickering) et des systèmes colloïdaux complexes (microcapsules, microgels, vésicules), en partant d’une description des généralités dans chaque domaine jusqu’à détailler certaines applications.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Microfluidics and Formulation Emulsions and complex colloidal systems

Appeared in 1990, microfluidic technology has opened ways of understanding different phenomena in various disciplines. At the same time, microfluidics has allowed to develop new complex systems for new applications. This article establishes the state of the art of microfluidics in the field of emulsions (single, multiple, Pickering) and complex colloidal systems (microparticles, microgels, vesicles), starting from general descriptions in each field up to detail some applications.

Auteur(s)

  • Véronique NARDELLO-RATAJ : Ingénieur de l’École Supérieure de Chimie Organique et Minérale (ESCOM) - Docteur de l'Université de Lille 1 - Professeure à l’Université de Lille, - Laboratoire UCCS UMR 8181, 59655 Villeneuve d'Ascq, France

  • Jesús Fermin ONTIVEROS : Ingénieur de l’École de Génie Chimique de l’Université des Andes (ULA), Vénézuela - Docteur de l'Université de Lille 1 - Maître de Conférences à l'École Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL), Laboratoire UCCS UMR 8181, 59655 Villeneuve d'Ascq, France

INTRODUCTION

En 1960, Richard Feynman (prix Nobel de Physique 1965) publia un article à la suite d’une conférence avant-gardiste intitulé « There’s Plenty of Room at the Bottom » prévoyant une grande révolution dans les technologies de miniaturisation. Bien que cette miniaturisation avait déjà commencé dans les années 40 avec l’invention du transistor, les avancées dans le domaine étaient restreintes à l’électronique. Feynman imagina de nouveaux champs d’applications et le développement des procédés de fabrication des dispositifs miniaturisés, inspirés notamment des systèmes biologiques complexes. Les propos de Feynman commencent à prendre forme dès la fin des années 70, avec les recherches pour le développement de l’impression à jet d’encre et avec l’apparition en 1984 du premier microsystème électromécanique (MEMS). Les MEMS sont des dispositifs électromécaniques avec une taille micrométrique qui fonctionnent comme capteurs et/ou actionneurs. Le développement des techniques pour la réalisation de ces microsystèmes a ouvert le chemin, au début des années 90, à la manipulation des fluides à cette échelle et à la naissance de la microfluidique.

La microfluidique est une science en plein essor qui s’intéresse au comportement des fluides s’écoulant dans des canaux de dimensions micrométriques. L’idée de développer un « laboratoire sur puce » trouve de nombreuses applications notamment en biochimie et analyse médicale, mais aussi en chimie fine. La formation de gouttes de taille homogène et la maîtrise du transfert de masse et de quantité de mouvement à cette échelle ont amené les scientifiques à s’y intéresser pour diverses applications comme l’encapsulation, l’obtention de micro ou nanoparticules et de fibres, la synthèse organique qui utilise des réactifs toxiques (et dont les volumes à utiliser diminuent radicalement), entre autres.

On estime à 28 milliards de dollars le marché de la microfluidique en 2023. De nombreuses start-up, souvent liées à des groupes de recherche universitaires dans le domaine, ont vu le jour. Avec les développements de la microfluidique, à la fois pour comprendre des phénomènes fondamentaux (science) et envisager des nouvelles applications (technologie), de nombreux défis sont encore à relever, e.g. l’utilisation de matériaux peu coûteux et performants afin de rendre accessible l’utilisation des certains dispositifs ou la production à grande échelle des systèmes colloïdaux complexes.

Après un court rappel sur les généralités (grandeurs physiques, fabrication des puces) et les applications de la microfluidique, la formulation des émulsions (directes, inverses, multiples et de Pickering) ainsi que des microcapsules, microgels et vésicules est détaillée dans cet article.

Comme il est d'usage dans la profession, les pourcentages cités sont, sauf indication contraire, des teneurs volumiques.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

formulation   |   food industries   |   encapsulation   |   cosmetics   |   Pickering emulsion   |   colloids

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j8010


Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique

(359 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

4. Émulsions multiples et émulsions de Pickering

4.1 Émulsions multiples

Les émulsions multiples sont des émulsions dont la phase dispersée est elle-même constituée de gouttes (ces gouttes peuvent contenir d’autres gouttes jusqu’à un ordre « n »). Ainsi, une émulsion multiple d’ordre 2 est une émulsion dite double, qui peut être soit une émulsion E1/H/E2 si la phase continue est de l’eau soit une émulsion H1/E/H2 si la phase continue est de l’huile. L’émulsion double E1/H/E2 peut aussi être vue comme deux phases aqueuses séparées par une phase intermédiaire huileuse, une sorte de « membrane » qui peut servir à la libération contrôlée de médicaments ou d'actifs par exemple. Les applications potentielles des émulsions multiples sont vastes : en encapsulation, comme « matrice » pour la synthèse des matériaux ou dans des procédés de séparation entre autres  .

Il existe deux méthodes pour la préparation des émulsions multiples : soit par inversion catastrophique, soit par émulsification en deux étapes. Cette dernière méthode implique la préparation au préalable d’une émulsion « interne » (i.e. l’émulsion e/H pour une émulsion e/H/E) puis sa dispersion dans le milieu continu externe (la phase aqueuse E dans le cas d’une émulsion e/H/E). Elle nécessite l'utilisation de deux tensioactifs différents : l'un permettant de stabiliser l’émulsion simple « interne », l'autre permettant de stabiliser les gouttes de l’émulsion interne dans la...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique

(359 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Émulsions multiples et émulsions de Pickering
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MANZ (A.), GRABER (N.), WIDMER (H.ÁM.) -   Miniaturized total chemical analysis systems : a novel concept for chemical sensing.  -  Sens. Actuators B Chem., 1, 244-248 (1990).

  • (2) - MANZ (A.), MIYAHARA (Y.), MIURA (J.), WATANABE (Y.), MIYAGI (H.), SATO (K.) -   Design of an open-tubular column liquid chromatograph using silicon chip technology.  -  Sens. Actuators B Chem., 1, 249-255 (1990).

  • (3) - WHITESIDES (G.M.) -   The origins and the future of microfluidics.  -  Nature, 442, 368-73 (2006).

  • (4) - BEEBE (D.J.), MENSING (G.A.), WALKER (G.M.) -   Physics and Applications of Microfluidics in Biology.  -  Annu. Rev. Biomed. Eng., 4, 261-286 (2002).

  • (5) - ATENCIA (J.), BEEBE (D.J.) -   Controlled microfluidic interfaces.  -  Nature, 437, 648-55 (2005).

  • (6) - STONE (H.A.), STROOCK...

1 Sites Internet

CAPSUM.

http://www.capsum.net/fr/

DESCROIX Stéphanie, JULLIEN Marie Caroline, REYSSAT Mathilde. ESPCI. Les Conférences expérimentales. La microfluidique : une plomberie à l’échelle d’une puce.

https://www.youtube.com/wat

Diagnostics for all.

http://dfa.org/

Dolomite.

https://www.dolomite-microfluidics.com/

Groupement de recherche sur la micro et nanofluidique (GDR MNF).

https://www.gdrmicrofluidique.com/le-gdr/

Groupement de recherche sur la synthèse en flux (GDR Synth_Flux). En cours de construction.

Institut Pierre-Gilles de Gennes pour la microfluidique

https://www.institut-pgg.fr

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique

(359 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique

(359 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS