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with Dominique Hourdet and Costantino Creton
In the development of new materials and biomaterials, the understanding of adhesion mechanisms in aqueous immersed environments is essential. This requires both a fine characterization (mechanical approach of contact thanks to a probe-tack experimental device) and a good adjustment of the specific molecular interactions (electrostatic interactions, hydrogen bonds, hydrophobic interactions). We have thus studied the adhesive properties between synthetic hydrogels and model surfaces functionalized by ad hoc polymer brushes and thin films of hydrogels.
Beyond synthetic systems, we aim to extend the understanding to biopolymer-based adhesives. To address this issue, we propose to study the adhesion between biopolymer hydrogels (gelatin, chitosan, hyaluronic acid polysaccharides and alginate). The adhesive properties are studied with a concern of fine and systematic control of the bioadhesives in terms of surface topography, specific molecular interactions and viscoelastic properties.
Dans le développement de nouveaux matériaux et biomatériaux, la compréhension des mécanismes d’adhésion en milieu immergé aqueux est essentielle. Cela passe par aussi bien une caractérisation fine (approche mécanique de contact grâce à un dispositif expérimental de type probe-tack) qu’un bon ajustement des interactions spécifiques moléculaires (interactions électrostatiques, liaisons hydrogène, interactions hydrophobes). Nous avons ainsi étudié les propriétés adhésives entre des matériaux hydrogels synthétiques et des surfaces modèles fonctionnalisées par des brosses de polymères et des films minces d’hydrogels ad hoc.
Au-delà des systèmes synthétiques, on cherche à élargir la compréhension à des adhésifs à base de biopolymères. Pour aborder cette question, on se propose d’étudier l’adhésion entre hydrogels de biopolymères (gélatine, chitosane, polysaccharides de type acide hyaluronique et alginate). Les propriétés adhésives sont étudiées avec un souci de contrôle fin et systématique des bio-adhésifs en termes de topographie de surface, interactions spécifiques moléculaires et propriétés viscoélastiques.
Sudre, G.; Olanier, L.; Tran, Y.; Hourdet, D.; Creton, C. Reversible adhesion between a hydrogel and a polymer brush. Soft Matter 2012, 8, 8184-8193.
https://doi.org/10.1039/C2SM25868D
Macron, J.; Bresson, B.; Tran, Y.; Hourdet, D.; Creton, C. Equilibrium and out-of-equilibrium adherence of hydrogels against polymer brushes. Macromolecules 2018, 51, 7556–7566.
https://doi.org/10.1021/acs.macromol.8b01063
Dompé, M.; Cedano Serrano, F. J.; Heckert O.; Tran, Y.; Hourdet, D.; Van den Heuvel, N.; Van der Gucht, J.; Creton, C.; Kamperman, M. Thermoresponsive Complex Coacervate-Based Underwater Adhesive. Adv. Mater. 2019, 31, 1808179.
https://doi.org/10.1002/adma.201808179
Cedano Serrano, F. J.; Sidoli., U.; Synytska, A.; Tran, Y.; Hourdet, D.; Creton, C. From molecular electrostatic interactions to macroscopic underwater adherence. Macromolecules 2019, 52, 3852-3862.
https://doi.org/10.1021/acs.macromol.8b02696