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RÉSUMÉ
Cet article décrit une nouvelle voie de synthèse de microcapsules sensibles à la température à partir d’émulsions. Ces capsules sont constituées d’un cœur de cire, c’est-à-dire d’huile cristallisée, entouré d’une écorce de silice obtenue par la minéralisation de l’interface eau-huile. En chauffant, l’huile devient liquide et ce changement d’état est accompagné d’une expansion volumique qui provoque la rupture de l’écorce rigide et cassante, permettant la libération de l’huile. Ces capsules, dont la rupture est déclenchée par un stimulus extérieur, font partie de la classe des matériaux dits « intelligents ». La température de rupture de la coque, et en conséquence de libération du contenu, est déterminée par la température de fusion de l’huile. La taille des capsules est, quant à elle, fixée par la formulation d’émulsions dites de Pickering, c’est-à-dire stabilisées par des particules colloïdales.
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Véronique SCHMITT : Docteur ès sciences physiques de l'Université de Strasbourg - Directrice de recherche au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP) – UPR 8641 Bordeaux
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Mathieu DESTRIBATS : Doctorant de l'Université de Bordeaux - Ingénieur de l'École nationale supérieure de chimie et de physique de Bordeaux - Doctorant au Centre de recherche Paul Pascal (UPR CNRS 8641) et Transferts Écoulements Fluides Énergétiques (TREFLE) – UMR 8508 Bordeaux
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Rénal BACKOV : Docteur ès sciences chimiques de l'Université de Montpellier - Professeur de l'Université de Bordeaux – Centre de recherche Paul Pascal (CRPP) UPR 8641 Bordeaux
INTRODUCTION
Ces microcapsules sont constituées d'un cœur de cire, c'est-à-dire d'huile cristallisée, entouré d'une écorce de silice obtenue par la minéralisation de l'interface eau-huile. En chauffant, l'huile devient liquide et ce changement d'état est accompagné d'une expansion volumique qui provoque la rupture de l'écorce rigide et cassante, permettant la libération de l'huile. Ces capsules, dont la rupture est déclenchée par un stimulus extérieur font partie de la classe des matériaux dits « intelligents ». La température de rupture de la coque, et en conséquence, de libération du contenu, est déterminée par la température de fusion de l'huile ; la taille des capsules est quant à elle, fixée par la formulation d'émulsions dites de Pickering, c'est-à-dire stabilisées par des particules colloïdales.
These microcapsules are made of a wax core, that is to say a crystallised oil, surrounded by a silica shell obtained by mineralization of the oil-water interface. Under heating, the inner wax expands during the liquefaction and the shell breaks leading to the liquid oil release. Such capsules, that allow triggered deliverance provoked by an external stimulus, belong to the class of smart materials. The temperature, at which the shell breaks and the content is released, is fixed by the oil choice whereas the capsule size is determined by formulation of the so-called Pickering or solid-stabilized emulsion.
émulsions de Pickering, huile cristallisable, minéralisation, chimie sol-gel, capsules, libération provoquée.
solid-stabilized or Pickering emulsions, crystallisable oil, mineralization, sol-gel chemistry, capsules, thermotriggered release.
Domaine : psycho-chimie, matière molle, chimie douce
Degré de diffusion de la technologie : émergence Technologies impliquées : émulsion, minéralisation
Domaines d'application : pharmacie, cosmétique, agro-alimentaire, phytosanitaire, papeterie…
Principaux acteurs français : CNRS, Université de Bordeaux
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2. Principe
Le principe (figure 1) repose sur la fabrication à chaud d'une émulsion formée de gouttes d'huile dans une phase aqueuse, puis sur la synthèse d'une écorce rigide et cassante enrobant les gouttes. Cette émulsion possède deux caractéristiques :
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les stabilisants de l'interface eau-huile sont des particules solides (émulsions de Pickering) ;
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l'huile caractérisée par sa température de fusion Tf est solide à la température de stockage et devient liquide à la température d'utilisation. La fusion de l'huile est accompagnée d'une expansion volumique qui est suffisante pour rompre la coque solide. En effet, à cause de son caractère rigide, la coque de silice (dioxyde de silicium noté SiO2) est trop peu déformable pour encaisser la contrainte mécanique interne lors de la fusion.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GREEN (B.K.) - Pressure sensitive record material. - Brevet US 2712507 (1955).
-
(2) - VANDAMME (T.), PONCELET (D.), SUBRA-PATERNAULT (P.) - Microencapsulation. Des sciences aux technologies. - Tec. & Doc., ISBN-13 : 978-2743009762, 384 p. (2007).
-
(3) - BENITA (S.) - Microencapsulation. Methods and industrial applications. - DEKKER (M.), Inc., ISBN-13 : 978-0824797034, 640 p. (1996).
-
(4) - DESTRIBATS (M.), SCHMITT (V.), BACKOV (R.) - Thermostimulable Wax@SiO2 Core-Shell Particles. - Langmuir, 26, p. 1734-1742 (2010).
-
(5) - SCHMITT (V.), DESTRIBATS (M.), BACKOV (R.) - Nouveaux objets cœur-écorce à délivrance thermostimulée et procédé de préparation. - Brevet FR 0955417 (2009).
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(6) - BACKOV (R.) - Integrative chemistry : A natural evolution of the sofl...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Congrès Mondial de l'Émulsion 2010 (12-14 octobre, Lyon) http://www.cme-emulsion.com
European Colloid and Interface Society conference (4-9 septembre 2001, Berlin) http://www.ecis2011.org
HAUT DE PAGE2.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Centre de Recherche Paul-Pascal http://www.crpp-bordeaux.cnrs.fr/
Ingénierie de la Vectorisation Particulaire (Inserm) http://www.gepea.fr/
Laboratoire de Pharmacie Biogalénique https://camb.cnrs.fr/la-recherche/biogalenique/
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