Investigation de la Pulvérisation Électrohydrodynamique du Chitosan - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Investigation of Chitosan Electrohydrodynamic Atomization

Investigation de la Pulvérisation Électrohydrodynamique du Chitosan

Résumé

Electrohydrodynamic (EHD) methods enable to produce with one low cost set-up polymeric films/particles by electrospray or polymeric fibres by electrospinning. Particles or fibres produced by these methods can be very uniform in size. Therefore, electrospray and electrospinning of chitosan are appealing topics of re-search. Chitosan is a bio-based material possessing numerous qualities such as biocompati-bility, biodegradability, antibacterial activity and muco-adhesion. This thesis deals with EHD methods with a focus on chitosan electrospray whose applications are abundant in health (tissue engineering, drug delivery), food (nutrients en-capsulation, cling film), wastewater treatment and textiles. However electrospray has several limitations. First, effective electrospray depends of the grade of the chitosan, of the preparation of the solution and of used set-up. Second, particle-size distribution reported in literature are broad whereas applications such as drug delivery require monodisperse particle-size distributions. Then, the question is to know how to produce chitosan particles of monodisperse controlled size. To answer this question, a critical analysis of literature led to an experimental approach divided in four steps : (1) characterization of chitosan, (2) measurement of chitosan solution properties, (3) study of stability of electrospray process, (4) assessment of deposit morphology and particle-size distribution. Finally, as part of a biomimetic approach, imitation with chitosan of natural shapes has been studied. These shapes are part of structures that confer striking properties such as hygrochromic behavior and hydrophobicity to insects.
Les méthodes électrohydrodynamiques (EHD) permettent avec un dispositif peu coûteux de mettre en forme un polymère sous forme de film ou de particules par pulvérisation électrohydrodynamique (P-EHD) ou encore sous forme de fibres par électrofilage. Les structures obtenues peuvent être très régulières et avoir des dimensions micrométriques ou submicrométriques. En raison de ces avantages, ces méthodes sont étudiées pour la mise en forme du chitosan. Ce polymère biosourcé présente de nombreuses qualités telles que la biocompatibilité, la biodégradabilité, l’activité antibactérienne ou encore la muco-adhésion.Cette thèse aborde les méthodes EHD et principalement la P-EHD du chitosan, un sujet attractif dont les applications étudiées sont vastes : on peut notamment compter le médical (ingénierie tissulaire, vectorisation), l’alimentaire (additifs et films alimentaires), le traitement des effluents ou encore le textile. Cependant cette méthode possède certaines limitations. Tout d’abord, le procédé présente une grande variabilité selon le chitosan utilisé, la préparation des solutions et la configuration utilisée. Ensuite les particules obtenues dans la littérature sont inhomogènes en taille, ce qui limite leur application, notamment en vectorisation. La question est alors de savoir comment obtenir des particules de chitosan de tailles contrôlées et homogènes. Pour répondre à cette question, une analyse critique de la littérature a permis de préparer une démarche expérimentale menée en quatre étapes : (1) caractérisation des chitosans employés, (2) mesure des propriétés physiques des différentes solutions, (3) étude de la stabilité du procédé, (4) détermination de la morphologie et de la distribution en taille des particules obtenues. Cette étude a permis de mettre en avant des paramètres permettant une P-EHD stable, le contrôle de la taille et de l’homogénéité des particules. Enfin, dans une démarche biomimétique la mise en forme du chitosan a été étudiée pour tenter de reproduire les structures qui confèrent des propriétés remarquables comme l’hygrochromie ou l’hydrophobicité pour des insectes tels que les scarabées et les cigales.
Fichier principal
Vignette du fichier
DDOC_T_2019_0335_ROUX_PERTUS.pdf (105.55 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...

Dates et versions

tel-02929528 , version 1 (03-09-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02929528 , version 1

Citer

Charles Roux-Pertus. Investigation de la Pulvérisation Électrohydrodynamique du Chitosan. Matériaux. Université de Lorraine, 2019. Français. ⟨NNT : 2019LORR0335⟩. ⟨tel-02929528⟩
178 Consultations
34 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More