Les séminaires internes commencent à 16h15 et sont fixés le jeudi salle D2 (sauf exception comme indiqué ci-dessous). Les autres séminaires sont en italique.
Juin
Jeudi 06/06/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Prof. Scott Barnett
Northwestern University
Titre
Nano-Scale Electrodes for Novel Solid Oxide Cells
Abstract
This talk will describe the use of nano-scale materials in solid oxide cell electrodes. Such electrodes enable solid oxide cells that yield high power densities at temperatures below 600oC. Furthermore, nano-scale catalyst particles have proven useful for improving the performance of conducting-oxide fuel electrode materials; these are promising candidates for avoiding problems with Ni-based anodes, but often yield relatively high polarization resistances. Methods for producing nano-scale electrode structures, including impregnation and catalyst exsolution processes, will be discussed. Electrochemical characteristics will be described, along with models of electrode rate-limiting processes. Examples to be discussed will include impregnated (Sm,Sr)CoO3 and (La,Sr)(Fe,Co)O3 oxygen electrodes, along with impregnated Ni and (La,Sr)(Cr,M)O3 (M = Ru or Pd) fuel electrodes. The stability of nano-scale electrodes will be discussed, as well as novel regenerative nano-catalyst structures.
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Jeudi 13/06/2013 (11h - Salle D2, Collège de France)
Pierre-Antoine Albouy
Université d'Orsay
Titre
Cristallisation sous contrainte dans le caoutchouc naturel : pourquoi est-il irremplaçable
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Vendredi 21/06/2013 (9h15 - Salle D2, Collège de France)
Journée Master 2 LCMCP
Programme à suivre
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Jeudi 27/06/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Hélène Colas
ATER LCMCP
Titre
Synthèse d'oxalate de calcium et caractérisation: comparaison avec les calculs rénaux
Mai
Jeudi 16/05/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Oumohand Ouerdia
Université Pierre et Marie Curie
Bureau Contrats Européens
Titre
Présentation des opportunités de financement européennes
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Jeudi 23/05/2013 (13h-17h - Salle D2, Collège de France)
Workshop Matisse:
Mechanisms of mineral formation, surface-catalysis and electron-transfer processes at inorganic and biological interfaces
Programme
13h30-14h00: Alexis Templeton (Boulder University; Labex Matisse & TEB): “Interfacial X-ray spectroscopic approaches sensitive to dissolution, precipitation, oxidation and biomineralization processes at mineral surfaces”
14h00-14h30: Claudine Noguera (INSP) : “numerical simulation of fluid-rock interactions”
14h30-15h00: Jennyfer Miot (LMCM) : “Textural control over electron transfer and reaction with Li+ of biomineralized Fe-oxides”
15h00-15h15: Break
15h15-15h45: Thibaud Coradin (LCMCP): “3D observations of interactions between cells and minerals”
15h45-16h15: Christel Laberty (LCMCP) : “Construction of Bio-electrodes based on hybrid nanoarchitecture”
16h15-17h00: Discussion scientifique
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Jeudi 30/05/2013 (10h00 - Salle D2, Collège de France)
Jean-Marie Tarascon
Université de Picardie, Amiens
Titre
De nouveaux matériaux d'électrodes via la chimie
AVRIL
Jeudi 4/04/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Dr. Michel Prestat
ETH Zurich, Nonmetallic Inorganic Materials
Titre
Recent advances in micro-solid oxide fuel cells
Abstract
Due to their high specific energy and high energy density, miniaturized low-temperature (350-550°C) solid oxide fuel cells, hereafter abbreviated “micro-SOFC”, are believed to constitute one of the technologies that could help satisfy the continuously increasing electric energy demand for small mobile devices such as laptops and camcorders. Using thin film preparation techniques, the electrolyte and electrodes are deposited on silicon substrates and micromachined to form arrays of free-standing SOFC membranes. In Switzerland, the OneBat consortium, led by ETH Zurich and consisting of eight research groups, is working on the development of this technology. After a brief overview of the consortium activities, the presentation will lay emphasis on the core of the micro-SOFC, namely the free-standing cathode-electrolyte-anode membrane assembly (390x390 μm2, thickness < 1 μm). More emphasis will be laid on the following aspects:
- the fabrication of thin-film electrolytes and electrodes using cost-effective techniques, such as aerosol-assisted CVD, spray pyrolysis, and spin-coating of nanoparticle suspension.
- the engineering of stress and (thermo)mechanical stability of free-standing membranes
- the integration and electrochemical properties of thin oxide films, such as LaxSr1-xCoyFe1-yO3-δ, as alternatives to platinum electrodes
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Jeudi 11/04/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Prof. Odile Stephan
Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud
Titre
Récents développements en microscopie électronique en transmission: nouvelles possibilités, nouveaux questionnements, nouvelles applications
Abstract
Les récentes percées instrumentales en microscopie électronique en transmission (mise au point de correcteurs d’aberrations pour la lentille objectif ou encore mise au point de monochromateurs) offrent maintenant la possibilité de réaliser des expériences de spectroscopie à l’échelle de l’atome individuel ou de la colonne d’atome individuelle avec une résolution énergétique approchant celle du synchrotron. Si de tels gains en résolutions spatiales et énergétique ouvrent assurément de nouvelles voies pour l’exploration des propriétés structurales et électronique des matériaux, ces avancées soulèvent également de nouvelles questions à propos de l’interprétation des images et des données spectroscopiques associées, questionnant notre compréhension de la physique sous-jacente à une expérience de microscopie électronique.
D’autre part, des avancées conceptuelles ont également récemment vu le jour pour exploiter les faisceaux d’électrons rapides ou encore les combiner avec des faisceaux de photons afin d’aborder le domaine de la nano-optique, offrant ainsi une alternative à très haute résolution spatiale aux techniques optiques plus « conventionnelles ».
Au cours de cette exposé, je décrirai quelques résultats récents obtenus en spectroscopie de pertes d’énergie d’électrons (EELS) résolue spatialement avec un microscope de dernière génération et un microscope modifié instrumentalement pour la réalisation d’expériences originales combinant photons et électrons en mettant l’accent sur:
- la spectroscopie EELS à très haute résolution spatiale pour la réalisation de cartes chimiques résolue atomiquement ou encore pour explorer la structure électronique de matériaux fonctionnels
- l’application d’une méthode hyperspectrale au domaine émergent de la nano-optique abordée par des électrons rapides (expériences EELS et nanocathodoluminescence).
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Jeudi 18/04/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Stéphanie Pigeot-Remy
Post-doc LCMCP
Titre
Photocatalysis: from microorganisms to nanoparticles
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Jeudi 25/03/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Ha Thi Ngoc LE
ATER LCMCP
Titre
Nanomatériaux à base de ZnO pour des applications thermoélectriques
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MARS
Jeudi 7/03/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Mohamed Fatnassi
Post-doc LCMCP
Titre
Tuning nano-phase separation and drug delivery kinetics through spray-drying and self-assembly of silica mesostructured microparticules
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Jeudi 14/03/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Stéphanie Pigeot-Remy
Post-doc LCMCP
Titre
Photocatalysis: from microorganisms to nanoparticles
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Jeudi 21/03/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Francisco Fernandes
Post-doc LCMCP
Titre
Proteins inside proteins: Spray drying and Coacervation in drug delivery systems
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Jeudi 28/03/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Xavier Paquez
Post-doc LCMCP
Titre
Dépôt de couches minces nanocomposites à base de Silicium pour les cellules photovoltaïques de 3éme génération
FEVRIER
Vendredi 01/02/2013 (16h, Salle 2, Bat A, Collège de France)
Prof. Anthony K. Cheetham
Department of Materials Science and Metallurgy
University of Cambridge
Cambridge, UK
Titre
Structure-Property Relationships in Inorganic-Organic Framework Materials
Abstract
The study of Metal-Organic Frameworks (MOFs) is one of the most fashionable areas of materials chemistry. The Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs) are a particularly interesting sub-class of MOFs on account of their close structural relationship to aluminosilicate zeolites. I shall discuss our recent work on ZIFs, including their energetics, mechanical properties, behaviour under pressure and amorphization.1-4 I shall also describe some of our on-going work on dense hybrid frameworks, including their optical and magnetic properties, and the formation of nanosheets from layered frameworks. 5-8
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Jeudi 07/02/2013 (11h00 - Salle D2, Collège de France)
Valérie Briois
Delphine Vantelon
Synchrotron SOLEIL
L’Orme des Merisiers
Gif-sur-Yvette Cedex
Titre
Spectroscopie d’absorption des rayons X. Apport des résolutions temporelle et spatiale en sciences des matériaux
Abstract
La spectroscopie d’absorption X correspond à l’excitation d’un électron de cœur d’un atome par absorption d’un photon d’énergie h?. En fonction de l’énergie du photon, l’électron est excité vers différents états, impliqué dans différents processus physiques conduisant à différentes structures sur le spectre d’absorption X. Le spectre présenté ci-dessous, enregistré au seuil K du titane (qui correspond à l’excitation d’un électron 1s du titane), est caractéristique d’un seuil pour lequel les états mis en jeu dans la transition de l’électron de cœur sont essentiellement des états délocalisés, ici les niveaux p. Il est communément divisé en deux régions : les structures de seuils ou XANES (X-ray Absorption Near Edge Structures) et les structures EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structures). Le spectre XANES contient à la fois des informations électroniques et stéréochimiques sur l’atome absorbant alors que l’analyse du spectre EXAFS permet d’accéder par Transformée de Fourier à une Pseudo-Fonction de Distribution Radiale autour de l’atome absorbant donnant accès au nombre de voisins, leurs natures chimiques, les distances atome absorbant-voisins et le désordre dans les couches de voisins, soit des informations sur la structure locale autour de l’atome absorbant.
La spectroscopie d’absorption des rayons X présente bien des atouts pour l’étude des matériaux :
- elle permet de caractériser l’ordre local autour de n’importe quel atome, quel que soit l’état physique du système étudié (solide, liquide ou gaz) et quelle que soit la mise en forme du matériau (massif, films …) ;
- chaque atome du matériau peut être étudié séparément du fait de la sélectivité chimique de la technique ;
- les modes variés de détection du signal d’absorption permettent d’accéder à des informations sur des matériaux dans lesquels l’élément étudié en est aussi bien un constituant majoritaire qu’un constituant minoritaire (avec une limite de l’ordre de quelques dizaines de ppm).
- il est possible d’étudier des processus réactionnels avec des résolutions temporelles inférieures à la seconde.
- la focalisation achromatique du faisceau de photons permet de cartographier dans des échantillons hétérogènes la spéciation des différents éléments chimiques avec une résolution spatiale de l’ordre de quelques microns.
Après une brève introduction sur la technique, nous illustrerons l’état de l’art des études réalisées à SOLEIL sur les lignes de lumière SAMBA et LUCIA. Nous présenterons ainsi l’apport de la résolution temporelle en mode Quick-EXAFS sur SAMBA pour l’étude de la spéciation chimique des phases oxydes dans la décomposition en température de composés hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et pour l’étude du rôle de la composition en cations 3d du HDL dans les mécanismes de retardateur au feu lorsque ce dernier est associé sous forme de nanocomposites à un polymère. Nous aborderons ensuite l’apport de la spéciation résolue spatialement sur LUCIA au travers de l’étude de spinelles contenus dans les décors noirs de poteries grecques du VIème siècle avant J.C.. Cet exemple illustrera également l’intérêt de l’étude de la spéciation des éléments mineurs ajoutée à celle des éléments majeurs pour l’étude de la structure d’une phase cristalline
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Jeudi 14/02/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Mickael Boudot
Etudiant LCMCP 2ème année
Titre
Elaboration et caractérisation d'un vernis antireflet sol-gel innovant pour application dans les systèmes
d'écrans embarqués en aéronautique
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Vendredi 15/02/2013 (11h00 - Salle D2, Collège de France)
Mark Banaszak Holl
Professor of Chemistry and Macromolecular Science and Engineering
Department of Chemistry, University of Michigan
Titre
Type I Collagen D-spacing in Fibril Bundles of Dermis, Tendon and Bone: Bridging Between Nano- and Micro-Level Tissue Hierarchy
Abstract
Fibrillar collagens in connective tissues are organized into complex and diverse hierarchical networks. In dermis, bone and tendon, one common phenomenon at the micrometer scale is the organization of fibrils into bundles. Previously we have reported that collagen fibrils in these tissues exhibit a 10 nm width distribution of D-spacing values. This study expands the observation to a higher hierarchical level by examining fibril D-spacing distribution in relation to the bundle organization. We used Atomic Force Microscopy (AFM) imaging and two dimensional Fast Fourier Transform (2D FFT) analysis to investigate dermis, tendon and bone tissues. We found that in each tissue type, collagen fibril D-spacings within a single bundle were nearly identical, and frequently differing by less than 1 nm. The full 10 nm range in D-spacing values arises from different values found in different bundles. The similarity in D-spacing was observed to persist for up to 40 mm in bundle length and width. A nested mixed model analysis of variance examining 107 bundles and 1710 fibrils from dermis, tendon and bone indicated that fibril D-spacing differences arise primarily at the bundle level (~76%), independent of species or tissue types. For more details see ACS Nano 2012, 6, 9503-9514.
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Mercredi 27/02/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Claire Goldmann
Etudiante LCMCP 2ème année
Titre
Hybrid Janus Nanoparticles
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Jeudi 28/02/2013 (14h - Salle D2, Collège de France)
Hanen Ben Sassi
Thèse LCMCP
Titre
Etude par RMN DOSY de l'échange de ligands à la surface de nanoparticules d'or en suspension
JANVIER
Mercredi 30/01/2013 (Salle 2, Bat A, Collège de France)
16h
Clément Sanchez
Professeur
Titre
Le monde fascinant des mésocristaux
17h
Christophe Petit
Professeur, LM2N- Université de Paris VI
Titre
Des Nanocristaux pour construire de nouvelles mésostructures
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Mercredi 09/01/2013 (Salle 2, Bat A, Collège de France)
16h
Clément Sanchez
Professeur
Titre
Couplages Chimie-Procédé : Des voies d’accès aux matériaux multi-échelles
17h
Dominique Mailly
Directeur de recherches CNRS, LPN, Marcoussis
Titre
Les techniques de nanofabrication: comment descendre sous les 10 nanomètres
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Jeudi 10/01/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Chloé Hoffman
Etudiante thèse LCMCP, 2ème année
Titre
Elaboration in-situ de polymères nanocomposites par sol-gel non hydrolytique assistée par micro-ondes
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Mercredi 16/01/2013 (Salle 2, Bat A, Collège de France)
16h
Clément Sanchez
Professeur
Titre
Borures et nitrures métalliques : vers des « nanomatériaux exotiques »
17h
BenoÎt Dubertret
Directeur de recherche CNRS ESCPCI
Titre
Sculpter à l'atome près : un voyage au coeur des particules de très petite taille
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Jeudi 17/01/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
Marine Blondeau
Etudiante thèse LCMCP, 2ème année
Titre
Nanostructured magnetic matrices for the study of intracellular mechanisms of biomineralization
Mercredi 23/01/2013 (Salle 2, Bat A, Collège de France)
16h
Clément Sanchez
Professeur
Titre
Mésocristallisation : Vers une «chimie supra-nanoparticulaire »
17h
Ovidiu Ersen
Responsable du centre de Microscopie IPCM Strasbourg
Titre
Exploration du Nano-monde en trois dimensions
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Jeudi 24/01/2013 (10h00 - Salle D2, Collège de France)
Naomasa Kawashima
Soutenance de Diplôme Universitaire de Recherche LCMCP
Titre
Studies of tungsten oxide solutions prepared in a surfactants mixture
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Jeudi 24/01/2013 (16h15 - Salle D2, Collège de France)
David Englin
Principal Scientist, Musculoskeletal Regeneration
AO Research Institute Davos, Switzerland
Titre
Hyaluronan hydrogels for Intervertebral Disc Repair
Abstract
Hydrogels are highly hydrated polymer networks that can be injectable, gel in-situ, and provide functional and temporary matrices for cells and drugs. The syntheses of hyaluronan based hydrogels will be reported. The chemical, physical, and biological properties of thermo-reversible hyaluronan hydrogels and their assessments for use as delivery system for nucleus pulposus repair will be discussed.
DECEMBRE
Jeudi 6/12/2012 (11h - Salle D2, Collège de France)
Cédric Boissière
Titre
La Radioprotection au LCMCP
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Jeudi 6/12/2012 (14h - Amphi 2, Collège de France)
Céline Rosticher
Soutenance de Thèse LCMCP
Titre
Elaboration de nanoparticules à luminescence persistante dans le rouge-proche infrarouge: synthèse et caractérisation optique
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Mercredi 12/12/2012 (Salle 2, Bat A, Collège de France)
16h
Clément Sanchez
Professeur
Titre
Une Introduction à la chimie mésoscopique : du nanomatériau au mésocristal
17h
Bruno Chaudret
Directeur de recherches CNRS-INSA Toulouse
Titre
Ingénierie moléculaire de nanoparticules fonctionnelles
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Jeudi 13/12/2012 (16h15 - Salle D2)
Stanislas Von Euw
Doctorant en 2ème année LCMCP
Titre
Synthesis and characterisation of biomimetic apatites : used as a model of biological apatites
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Mercredi 19/12/2012 (Salle 2, Bat A, Collège de France)
16h
Clément Sanchez
Professeur
Titre
Les nanobriques de la palette du chimiste ?
17h
Louis Laurent
Directeur « recherche et veille » l’ANSES
Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail
Titre
« Nanomatériaux : risques et innovation »
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Vendredi 21/12/2012 (10h - Amphi Durand, bâtiment Esclangon, Campus de Jussieu )
Jérémie Silvent
Soutenance de Thèse LCMCP
Titre
Matrices 3D de collagène en modèle cellulaire et acellulaire pour l’étude de protéines « minéralisantes » : le cas de DMP1
NOVEMBRE
Mercredi 7/11/2012 (14h - Amphi Halbwachs)
Soutenance de thèse LCMCP
Guillaume Muller
Titre
Conception, élaboration et caractérisation de matériaux de composition et de microstructure innovants pour les micro-piles à combustible à oxyde solide
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Jeudi 15/11/2012 (16h15 - Salle D2)
Dr. Michel Daudon
Service d'Explorations Fonctionnelles
Hôpital Tenon,Paris
Titre
Nouvelles Méthodes d'étude des calculs et plaques de Randall
Abstract
La lithiase urinaire progresse dans tous les pays industrialisés depuis un demi-siècle, la phase chimique prépondérante des calculs étant devenue, dans les pays occidentaux comme dans les pays en développement, l’oxalate de calcium qui est le composant majoritaire de 60 à 80% des calculs. Si la sursaturation des urines en oxalate de calcium est le principal déterminant de la cristallisation, la phase cristalline qui se forme dépend d’autres facteurs, en particulier du rapport molaire calcium/oxalate. Dans les urines, on observe communément deux formes cristallines de l’oxalate de calcium : la whewellite, ou oxalate de calcium monohydraté, cristallisée dans le système monoclinique, et la weddellite, ou oxalate de calcium « dihydraté », cristallisée dans le système quadratique. Ces deux formes sont aisément reconnaissables par la morphologie de leurs cristaux et l’agencement de ceux-ci dans les calculs. Comme l’ont montré nos études de cristallisation in vitro et l’examen de plusieurs dizaines de milliers d’urines humaines, la weddellite est esentiellement calcium-dépendante et se forme donc préférentiellement en environnement hypercalciurique où le rapport calcium/oxalate est élevé. A l’inverse, la whewellite est essentiellement oxalo-dépendante et s’observe en urine hyperoxalurique à calcium normal. Une troisième phase, la caoxite, ou oalate de calcium trihydraté, qui est une forme fréquente de l’oxalate de calcium en solution aqueuse, apparaît en fait comme exceptionnelle dans les urines humaines. D’autres composantes de l’urine, comme les ions citrate, peuvent moduler la phase cristalline, notamment par leurs effets complexants. Indépendamment de la forme cristalline observée dans les calculs, l’agencement des cristaux tel qu’il peut être observé à l’échelle mésoscopique, peut être d’un grand intérêt pour orienter le diagnostic étiologique ou prédire le comportement du calcul face à certains choix thérapeutiques. Les données épidémiologiques montrent que la maladie lithiasique et les calculs qui la caractérisent sont en perpétuelle évolution en fonction des comportements alimentaires, des pratiques médicales et des pathologies auxquelles sont confrontées les populations. Ainsi, depuis trois décennies, on assiste à une explosion épidémique de la nucléation des calculs oxalocalciques sur des dépôts papillaires phosphocalciques appelés plaques de Randall, du nom de l’urologue américain qui en fit pour la première fois la description dans les années 30. Aujourd’hui, en France, plus de la moitié des calculs oxalocalciques formés chez les jeunes adultes ont été initiés sur une plaque de Randall. Un autre facteur de lithogenèse est l’insulino-résistance, un processus pathologique en progression constante depuis deux décennies en France, en relation avec la progression du surpoids et de l’obésité dans la population générale. Cette insulino-résistance favorise à la fois la lithiase oxalocalcique et la lithiase urique. Cependant, l’homme et la femme ne sont pas égaux devant ces facteurs de risque, ce qui se traduit par des différences notables dans la répartition des phases cristallines observées dans les calculs au sein de chaque sexe. Pour comprendre les facteurs qui influencent la lithogenèse, le recours à des techniques physiques d’analyse très diverses (IRTF, MEB, diffraction X, diffraction neutronique, fluorescence X, absorption X, rayonnement synchrotron, RMN, etc), mais complémentaires dans les informations qu’elles permettent d’obtenir, a permis d’éclairer de manière déterminante certains aspects de la pathologie lithiasique moderne, contribuant ainsi à un meilleur diagnostic étiologique avant d’ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques.
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Lundi 19/19/2012 (14h - Salle D2)
Flavie Avargue
Comedienne
Titre
Initiation à la prise de parole en public
Partie 1
NOTE: Ce séminaire est à nombre limité de places
Abstract
Les chercheurs sont souvent amenés à se questionner sur leurs talents d’orateur du fait d’un risque possible de déséquilibre entre la qualité d’une recherche et la façon dont elle est reçue par un auditoire. Si la densité, l’intelligence et la richesse des recherches sont là, l’ennui, l’incompréhension, l’énervement peuvent parfois gagner la salle, le stress, l’hésitation, les blancs déstabiliser l’intervenant.
La conscience de son corps, de sa voix, de ses gestes et des postures permet de trouver des appuis et d’appréhender un éventuel trac, se centrer sur la clarté de l’exposé et capter un auditoire pour finalement arriver à l’objectif principal : transmettre.
Se mettre en scène se travaille, s’appréhende, se construit en fonction de la singularité de l’expression de chacun. Par une approche ludique et expérimentale avec le théâtre, en groupe ou en individuel, nous proposons d’aborder le rapport au public, à l’espace, à la respiration, à la voix pour communiquer, tout simplement.
Objectifs
- S’initier aux principales techniques de l’expression orale
- Prendre confiance en sa parole, se décomplexer
- Penser la question de la transmission : d’où je parle et à qui je parle ?
- Appréhender les liens entre la connaissance, soi et ses mouvements personnels (enthousiasme, peur, excitation, stress…)
- Questionner le rapport à la connaissance et à l’ignorance dans la communication orale
- Appréhender le corps comme un endroit de la compréhension et de la transmission
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Lundi 26/19/2012 (14h - Salle D2)
Flavie Avargue
Comedienne
Titre
Initiation à la prise de parole en public
Partie 2
NOTE: Ce séminaire est à nombre limité de places
OCTOBRE
Jeudi 4/10/2012 (16h15 - Salle D2)
Charles Motzkus, Tatiana Macé
Physical Scientist in Air Quality and Gas Flow metering Department
Laboratoire National de métrologie et d’Essais (LNE)
Paris, France
Titre
Caractérisation physique des nano-aérosols
Abstract
Technological advances in nanomaterials have allowed the development of new applications in industry, increasing the probability of finding airborne manufactured and engineered nano-objects in the workplace, as well as in ambient air.
LNE develops a reliable, traceable, practical and validated metrological infrastructure for the characterization of airborne manufactured and engineered nano-objects which will be able to be implemented in workplaces and also in industrial process control.
Vendredi 5/10/2012 (11h00 - Salle D2)
Pavle V. Radanovic
Associate Professor, Canada Rsearch Chair in Spectroscopy of Nanoscale Materials
Dpt. of Chemistry, University of Waterloo
Waterloo, Ontario, Canada
Titre
Manipulating the Structure and Properties of Colloidal Transparent Conducting Oxide Nanocrystals: From Spintronics to solid State Lighting
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Mercredi 10/10/2012 (16h15 - Salle D2)
Prof. Eric Prouzet
University of Waterloo
Chemistry & Waterloo Institute of Nanotechnology,
Waterloo (ON), Canada
Titre
Synthesis, thermal evolution, and magnetism of metal cyano-bridged Prussian Blue Analogues nanocomposites in MSU
mesoporous silica
Abstract
Molecular-based magnets, especially Prussian Blue Analogues (PBA), are very versatile materials that can be easily
designed by the suitable combination of metal ions and organic linkers. The extreme variety of elements make these compounds the perfect "guinea pigs" to study how molecular structure can modify magnetic properties.[1] It had been
also expected that they could lead to the new generation of magnets with adaptive properties, but none application has been claimed or demonstrated until now. In parallel, great expectations have been made about the ability to tune properties, especially magnetism, by tuning the particle size down to the nanoscale.[2] We reported that the suitable combination of reacting methods allowed us to prepare directly small nanoparticles of Co3[Fe(CN)6]2 directly into a mesostructured silica matrix,[3] by using Hybrid Micelle Concentration (HMC),[4] a method relevant to "Integrative Syntheses".[5,6] As this method allows for a facile adjustment of concentration in PBA, we demonstrated that these materials are excellent candidates to explore the influence of confinement and particle interactions on magnetic interactions.[7] Our initial study dealt with very low concentration (7.0 wt% - 0.76 mol%-) in PBA, which cannot allow for future magnetic storage. Since then, we explored further this new synthesis with (i) the expansion of our first method to a broader range of PBA compounds, (ii) the preparation and study of much more higher concentrations in PBA, and (iii) the study of different thermal treatment procedures, and their ability to achieve the formation of metal and xides nanoparticles directly embedded in silica matrix, as a function of the initial concentration. The present seminar will draw all the steps of our activity in this exciting research area.
Ref: (1)J. M. Herrera et al., Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 2008, 36, 127-138; (2) B. Folch et al. New J. Chem., 2008, 32, 273-282; (3) R. Mouawia et al. New J. Chem., 2009, 33, 2449-2456; (4) D. O. de Zarate et al. , Chem. Mater., 2008, 20, 1410-1420; (5) C. Sanchez et al. Nature Mater., 2005, 4, 277-288; (6) R. Backov, Soft Matter, 2006, 2, 452-464; (7) L. Lartigue et al. Mater. Chem. Phys., 2012, 132, 438-445.
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Jeudi 18/10/2012 (16h15 - Salle D2)
Leslie Dos Santos
Doctorante 2ème année
LCMCP
Titre:
Mechanism of Conduction in Proton conducting Hybrid Membranes
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Jeudi 25/10/2012 (16h15 - Salle D2)
Marie-Anne Lavergne
Doctorante 2ème année
LCMCP
Titre:
Bismuth oxides for photocatalysis in the visible
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Mardi 30/10/2012
15h30 - Salle 2 - Bat A
Prof. Christian Rey
CIRIMAT, Toulouse
Titre:
Apatites nanocristallines et applications biomédicales
16h15 - Salle 2 - Bat A
Prof. Marc Bohner
RMS Foundation, Bettlach, Suisse
Titre:
Phosphates tricalciques comme substituts d'os: synthese et utilisation
Mercredi 31/10/2012 (10h - Amphi Durand, Bat.Esclangon, Campus de Jussieu)
Soutenance de thèse LCMCP
Yan Wang
Titre:
Élaboration de modèles collagène/apatite pour l'étude de la biominéralisation du tissu osseux
SEPTEMBRE
Semaine du 24 au 28 septembre
1 thèse
Lundi 24/09/2012 (14h15 - amphi Durand, Campus Jussieu)
Fréderic Colbeau-Justin Soutenance de thèse LCMCP
Titre:
Design de nouveaux catalyseurs par incorporation d'hétéropolyanions dans une matrice mésostructurée
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Jeudi 06/09/2012 (16h15 - Salle D2)
Daiki Umeyama
Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry,
Graduate School of Engineering, Kyoto University,
Kyoto, Japan
Titre/Abstract:
Synthesis and Characterization of coordination-polymer based proton conductors
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Jeudi 13/09/2012 (16h15 - Salle D2)
Dr. Julien Reboul Kitagawa Group, Kyoto University (Japan)
Titre:
Methods for the construction of hybrid and porous macroscale structures based on the assembly of porous coordination polymer crystals
Abstract:
Porous coordination polymers (PCPs) or metal-organic frameworks (MOFs) are a unique class of hybrid porous materials obtained from the assembly process between inorganic molecular building blocks and suitable organic linkers. They have generated tremendous interest due to their potential in many applications such as gas storage, separation, and catalysis, because their framework topologies and pore sizes can be designed for selective guest accommodation, and the functionality of the pore surfaces directly influences the interaction with guest molecules. To date, however, the research efforts have been mainly focused on bulk powder crystalline materials because the intriguing porous properties are usually attributed to the PCPs framework structures themselves; to fully explore the potential of PCPs and to be able to integrate them into devices, it is also important to control PCP crystal size, shape and position into macroscopic structures. Two methods for the construction of two-dimentional sheet structures and three-dimensional architectures made of PCP crystals assemblies will be presented. The first method relies on the assembly of oriented PCP crystals with controlled size and shape by means of Langmuir-blodgettry. The second method is the application of a “pseudomorphic replacement” approach that makes possible the transformation of pre-shaped amorphous metal oxide phases into analogous PCP architectures.
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Mercredi 19/09/2012 (11h00 - Salle D2)
Dr. Jacques Leng Laboratory of Future/Rhodia/CNRS (Bordeaux)
Titre:
Évaporation microfluidique - du diagramme de phase à la mise en forme de micromatériaux
Abstract:
Nous utilisons un outil microfluidique basé sur l'évaporation pour étudier la dynamique de concentration de fluides complexes (dispersions colloïdales, co-polymères, nanoparticules...) depuis la solution diluée jusqu’à la formation d’états denses. Cet outil offre un contrôle fin des conditions de transport des suspensions et permet d'étudier la génèse des matériaux denses par voie humide: l’analyse du processus de concentration (mesures in situ + modèles simples) permet d’extraire des informations thermodynamiques et cinétiques sur les fluides étudiés tels que leur diagramme de phase, l'activité de la solution, le coefficient de diffusion mutuel, etc. Inversement, nous montrerons comment une connaissance même limitée sur un système physico-chimique permet de prédire la dynamique de nucléation/croissance des états denses. Les applications recherchées s'articulent autour de la mise en forme de nanomatériaux par voie humide et seront illustrées ici sur le thème des métamatériaux pour l'optique visible.
Jeudi 20/09/2012 (14h15 - Amphi 2, CdF)
Benjamin Le Ouay Soutenance de thèse LCMCP
Titre:
Elaboration de biopiles à combustible incorporant des micro-organismes par procédé sol-gel
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JUILLET :
Dr. Anne Vallée : 5 juillet « Direct formation of FeII triazole metallo-gels exhibiting spin-crossover properties with hystérésis »
Dr. Marie-Hélène Delville (Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux, UPR 9048 – CNRS, Université Bordeaux) : 11 juillet « Bimodal Metal Oxide Nanoparticles and Cellular Imaging: From in Silico to in vivo applications » (16h !)
Dr. Emmanuel Scolan (CSEM Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique SA, Neuchâtel) : 17 juillet (11h !) « Nanotechnology at CSEM: from surface nanostructuration to smart coatings applications »
Dr. Emilie Courtin : 19 juillet « Synthesis of a composite cathod with hierarchical porosity for Solid Oxide Fuel Cells » (16h15)
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JUIN :
Prof. Jeff Brinker (Albuquerque) : 5 juin « Evaporation Induced Self-Assembly of porous and composite nanostructures » (Salle 2, 16h)
Prof. Stephen Mann (Centre for Organized Matter Chemistry, School of Chemistry, University of Bristol, Bristol BS8 1TS, UK) : 7 juin « New paradigms in bio-inspired materials chemistry: biomimetic potential at the proto-life/synthetic biology interface » (Salle 2 Bât A , 16h)
The fundamental understanding of living systems as an integrated network of functional compartments and components serves as a powerful paradigm in the bio-inspired synthesis and design of novel materials structures and processes. Such an approach not only provides an expanding platform of new materials for specific applications, but also inspires advances in more tangential areas such as at the interface of synthetic biology and protocell modelling.
In this talk, I review some recent studies undertaken in my laboratory that provide alternative bioinspired approaches that address the interface between proto-life research and synthetic biology. Two themes will be considered. Firstly, can proteins with biomimetic potential maintain their structure and function in the absence of water (or any other solvent) whilst retained in the liquid state? And secondly, can protocell models be constructed based on bioinspired materials design and construction?
Specifically, I will describe our current studies on the first known examples of solvent-less liquid proteins [1-3], including studies on the dioxygen binding and temperature-dependent chain unfolding properties of liquid myoglobin. Then I will discuss our recent investigations on artificial protocells that are derived from organic self-assembly [4], nanoparticle-based membrane assembly [5] or membrane-free condensed microdroplets [6,7], and illustrate respectively how such structures can be used to accommodate primitive cytoskeletal-like hydrogels, as bio-inorganic nanoparticle-based reactors for enzyme catalysis and in vitro gene expression, or as a plausible micro-droplet model of pre-biotic organization.
[1] Perriman A W, Cölfen H, Hughes R W, Barrie C L and Mann S. Protein melts and protein liquid crystals in solvent-free media. Angew. Chemie Int. Ed. 48, 6247-6250 (2009).
[2] Perriman A W, Brogan A P S, Cölfen H, Tsoureas N, Owen G R and Mann S. Reversible dioxygen binding in solvent-free liquid myoglobin. Nature Chemistry 2, 622-626 (2010).
[3] Perriman A W and Mann S. Liquid Proteins – a New Frontier for Biomolecule-based Nanoscience. ACS Nano 5, 6085-6091 (2011).
[4] Krishna Kumar R, Yu X, Patil A J, Li M and Mann S. Cytoskeletal-like supramolecular assembly and nanoparticle-based motors in a model protocell. Angew. Chemie Int. Ed. 50, 9343-9347 (2011).
[5] Li M, Green D C, Anderson J L R, Binks B P and Mann S. In vitro gene expression and enzyme catalysis in bio-inorganic protocells, Chemical Science, 2, 1739-1745 (2011)
[6] Koga S, Williams D S, Perriman A W, and Mann S. Peptide/nucleotide micro-droplets as a step towards a membrane-free protocell model. Nature Chemistry 3, 720-724 (2011).
[7] Williams D S, Koga S, Hak C R C, Majrekar A, Patil A J, Perriman A W and Mann S. Polymer/nucleotide droplets as bio-inspired functional micro-compartments. Soft Matter in press 2012. DOI: 10.1039/C2SM25184A.
Prof. Jincheng Du ((Department of Materials Science and Engineering, University of North Texas, Denton, Texas, U.S.A., Email: Jincheng.du@unt.edu) : 8 juin « Structure and dynamic properties of strontium and zinc oxide containing bioactive glasses » (11 h salle 4 !)
Since the discovery about four decades ago, the Hench bioactive glasses have been extensively studied and found a number of successful clinical applications. Recent research found that introducing other components such as strontium and zinc oxides to the traditional soda-lime-phosphosilicate bioactive glasses can lead to new functionality such as improved osteogenesis, antibacterial and angiogensis effect, as well as improving the mechanical behavior of these bioactive glasses. In this talk, I am going to present studies of two kinds of substitutions: SrO/CaO and ZnO/Na2O in bioactive glasses and their effect on glass structure and diffusion behaviors in bioactive glasses by molecular dynamics simulations. The structure models from MD were compared with experimental structure data such as neutron and X-ray diffractions and available results of NMR studies. Detailed atomic structures have been obtained and the local environments around strontium and zinc ions were determined, and the Qn distribution and network connectivities were calculated. Dynamic properties such as ionic diffusion were calculated at different temperatures and diffusion energy barriers were obtained. These structure and dynamic information are discussed in the context of dissolution behavior and bioactivities of these bioactive glasses.
Prof. Peter Kroll, professeur invité au labo : 11 juin « Modeling amorphous ceramics and glasses » (Salle 2, 11h)
Prof. Jeff Brinker : 12 Juin « Protocells (Nanoporous particle supported lipid bilayers) for targeted drug delivery » (Salle 2, 16h)
Prof. Jeff Brinker : 19 Juin « Replicating cellular life forms in silica » (Salle 2, 16h)
Journée des Masters : 22 juin avec à 11 h séminaire de Prof. M.A. Morris (Department of Chemistry, University College Cork, Cork, Ireland And CRANN, Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanomaterials, Trinity College Dublin, Dublin, Ireland): « Combining bottom-up and top-down approaches to generate aligned nanopatterns at substrates surfaces »
Self-assembly affords a method to create patterns on a substrate surface without the need for expensive lithographic based techniques. Using self-assembly, ordered pattern structures can be created with uniform feature size. The microphase separation of block copolymers is one such self-assembly methodology and can create patterns with features sizes from 5 to a few hundred nm and this technique is described briefly here. However, to use these patterns to create devices, it is not only necessary to create the pattern but also its orientation and alignment to a surface direction so that each individual feature’s position can be precisely defined to allow it to be addressed. Graphoepitaxy is one method that can be used where the pattern is defined within carefully defined surface topography. However, the physical constraint is of little importance and it is the chemistry at the surface of the topography that defines the alignment direction. In this presentation we will describe advances in topographical alignment using controlled surface chemistry. We will describe the use of polymer brushes and molecular functionalisation to change the surface chemistry. We will also describe recent work using a combined resist-nanoimprint technique that allows very precise structures of block copolymers to be created.
Dr. Hiva baradari : 28 juin « From bone to stone: Calcium phosphates as orthopædic ibuprofen delivery system and nano-calcium silicate hydrate as Portland cement additive »
Prof. Jeff Brinker 26 Juin « Biotic/Abiotic Materials: behavior of cells in nanostructural isolation » (Salle 2, 16h)
MAI :
Dr. Laura Miranda : 3 mai « Complex oxides nanostructuration in thin films »
Dr. Dominique Bazin : 4 Mai (12H15 !) « Les calcifications pathologiques à l’interface physique – médecine, De la recherche au diagnostic »
Sanaa Semlali : 10 mai « Mesostructured titania films doped with Pt : from preparation to photocatalytic properties »
Pr. Françoise Remacle (ULg Liège Belgique) : 22 mai « Propriétés structurales et dynamiques de nanomatériaux et logique moléculaire » (16h !)
Irma Gonzalez : 24 mai « Towards nanosized SrMnO3 ??»
Prof. Brad Chmelka (University of California, Santa Barbara): 25 mai (11h en salle 4 !) « Managing crystallization of oxides with surfactants and saccharides: implications for syntheses of mesostructured zeolites and cements»
Anne Duchateau : 31 mai « étude de la réduction par électrolyse de nanoparticules d'oxydes de fer en milieu alcalin à 110°C »
AVRIL :
Dr. Christophe Depagne: 5 avril « Bacteria encapsulation within thin silica films »
Prof. Abdelaziz Laghzizil (Rabat, Maroc) : 11 avril « Chimie des apatites pour l'environnement » (11h !)
Damien Moncoq (IRPS, CNRS Délégation Centre Poitou-Charente, chargé de mission Risque Nano) : 13 avril « Risques liés aux nanomatériaux » (11h !)
Prof. Krzysztof Matyjaszewski (université Carnergie Melon USA) : 23 avril “Atom Transfer Radical Polymerization- from mechanism and synthesis to materials and application” (16H !)
MARS 2012:
Dr. Cyril Martini : 1 mars « ZnO-Distyrylbithiophenes Nanohybrids: synthesis, structural properties and electronic devices »
Marc-André Fortin, Ing., Ph.D. (Laboratoire de Biomatériaux pour l'Imagerie Médicale (BIM), Université Laval, Québec (Québec), Canada Centre hospitalier universitaire de Québec (CR-CHUQ), département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux) : 6 mars (11h !)
« Applications des nanoparticules paramagnétiques en imagerie par résonance magnétique (IRM) »
Les nanoparticules paramagnétiques produites à partir des éléments gadolinium et manganèse, dispersées dans une matrice aqueuse ou dans un tissu biologique, permettent de rehausser le signal des protons d’hydrogène en imagerie par résonance magnétique (IRM). Selon leur taille, leur composition chimique et leur revêtement de surface, ces particules expriment des propriétés relaxométriques variables. Ainsi, leur capacité à induire des effets de contraste sensiblement détectables en IRM, dépend de plusieurs facteurs (taille, propriétés physico-chimiques des surfaces, dynamisme des interactions entre les molécules d’eau et les ions Gd et Mn). La conférence portera sur le contrôle des propriétés de contraste positif en IRM, en utilisant des particules paramagnétiques. Des concepts d’imagerie moléculaire et cellulaire seront illustrés au moyen d’exemples tirés d’applications effectuées au moyen de modèles biologiques.
ADDIN EN.REFLIST [1] Guay-Begin, A.A., et al., Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids, (2011).
[2] Faucher, L., et al., Nanotechnology, 22 (2011) 295103.
[3] Faucher, L., et al., Contrast media & molecular imaging, 6 (2011) 209-218.
[4] Guillet-Nicolas, R., et al., Advanced Functional Materials, 21 (2011) 4653-4662.
Dr. Thomas Moreau : 8 mars « Développement de deux méthodes colorimétriques de caractérisation d’immunosurfaces et production d’anticorps pour l’immunopurification d’acides aminés »
Hui-Hui Yang: 22 mars « Architecture of Magnetic Nano-Surface Structures for waste-water treatment »
Dr. Adrian Carretero : 29 mars « Bottom-up approaches for the nanostructuration and self-assembly of novel functional oxide materials »
FEVRIER 2012:
Jérémie Silvent : 2 février "rôle des ostéoblastes et des protéines minéralisantes" (15h30 !)
David Farrusseng (IRCELYON) : 6 février (10h30)
« Ingénierie multi-échelle de Polymères de Coordinations poreux pour le captage du CO2 et la catalyse»
Les polymères de coordinations poreux (MOF) sont des hybrides organique-inorganiques cristallins. Leurs structures poreuses sont formées de cavités dont les tailles se situent dans les domaines du micropore (3Å) au mesopore (30Å) ; leur conférant ainsi des propriétés de type tamisage moléculaire. Pour les plus poreux, leur surface spécifique dépasse 3.000 m2/g. Aussi, les efforts de recherches portent sur l’utilisation des MOFs pour le stockage des gaz, notamment H2, CH4 et CO2.
Nul doute, que les MOFs possèdent des propriétés intrinsèques extraordinaires. Mais à quoi sont-ils vraiment bons ?
Nous montrerons des études comparatives MOF vs. Zeolithes, basées sur des critères quantitatifs de performances. Les cas d’études porteront sur la capture du CO2 dans les gaz de combustions et dans le gaz naturel.
Au niveau de la conception de nouveaux matériaux hybrides multifonctionnels, les MOFs ouvrent des perspectives de rêves. En effet, leurs parties organiques peuvent servir de base pour ajouter des groupements fonctionnels. Ainsi, il est possible de concevoir sur mesure des décorations de MOFs en utilisant des méthodes des Sciences des Polymères et de Biochimie. Nous montrerons une méthode générique permettant d’ajuster les propriétés de MOFs à façon.
La mise en forme d’un matériau est un pré-requis pour son application dans un procédé. La réalisation de MOFs, sous forme de billes ou de couches minces par exemple, n’est pas triviale. Leur caractère « hybride » est un obstacle aux procédés classiques tels que les procédés « céramiques » et CVD. Aussi, il n’existe pas à ce jour de procédé générique de mise en forme de MOF. Nous montrerons qu’il est possible de réaliser des composites céramiques/MOF sous de nombreuses formes (disque, bille, tube, fibre creuse, monolithe). Notamment, nous avons réussi la fabrication de membranes MOFs supportées sur un tube poreux en céramique.
1. Savonnet, M., et al., Tailoring Metal-Organic Framework Catalysts by Click Chemistry. Dalton Transactions, 2012. DOI:10.1039/C2DT11994C.
2. Rossini, A.J., et al., Dynamic Nuclear Polarization Enhanced Solid-State NMR Spectroscopy of Functionalized Metal–Organic Frameworks. Angew. Chem. Int. Ed., 2011. 51(1): p. 123-127.
3. Canivet*, J., et al., Amino Acid Functionalized Metal-Organic Framework by Soft Coupling-Deprotection Sequence. Chemical Communications, 2011. 47(42): p. 11650-11652.
4. Aguado, S., et al., Tuning the activity by controlling the wettability of MOF eggshell catalysts: A quantitative structure-activity study. Journal of Catalysis, 2011. 284(2): p. 207-214.
5. Aguado, S., J. Canivet, and D. Farrusseng*, Engineering structured MOF at nano and macroscales for catalysis and separation. Journal of Material Chemistry, 2011. 21(21): p. 7582-7588.
6. Savonnet, M., et al., Generic postfunctionalization route from amino-derived metal-organic frameworks. Journal of the American Chemical Society, 2010. 132(13): p. 4518-4519.
7. Farrusseng*, D., S. Aguado, and C. Pinel, Metal-Organic Frameworks: State of the Art and Opportunities for Catalysis. Ang. Chem. Int. Ed., 2009. 48(41): p. 7502-7513.
Céline Rosticher : 9 février « Persistent luminescent nanoparticles: Synthesis and optical characterizations »
Sidney J.L. Ribeiro (Institute of Chemistry- São Paulo State University – UNESP, CP 355, Araraquara-SP, 14801-970, Brazil) : 14 février (11h !)
“Multifunctional Organic-Inorganic Hybrids based on Biocellulose, Fibroin Membranes and vegetable oils”
New organic-inorganic hybrids have benn obtaining by using three different hosts: biocellullose (BC), fibroin and ricinoleic acid (RA).
BC is produced in carbohydrate rich culture medium by Gluconacetobacter xylinus strains in the form of highly hydrated (98% water) membranes. The chemical structure is the same of the one found for plants cellulose but BC presents a pure cellulose network composed of a random assembly of ribbon shaped fibers less than 100 nm wide. The unique properties provided by the nanometric structure have lead to a number of different applications ranging from opto-electronics to medicine including, food industry [1].
Silks on the other side are the strongest and toughest natural fibers known. Silk fibroin extracted from cocoons of Bombyx mori silkworm can be processed as hydrogels, optical films, controlled-release coatings, 3D porous matrices and fibers [2].
Castor oil is a natural oil obtained from the seed of the so-called castor plant. It is unique dut to the fact that it is composed of approximately 90& of the hydroxy, unsaturated C18 fatty acid, ricinoleic acid. New organic-inorganic amidosil hybrids are obtained from the reaction of RA and amino-modified siloxanes.
We have been exploring the multifunctional character of these three host materials by studying luminescence (photoluminescence and upconversion) and redox properties of derived membranes.
Metal colloids (Te, Ag, Au, Ag-Au) containing membranes have been obtained either by light induced process or by using well known reducing agents.
Luminescence is being explored by obtaining lanthanide containing luminescent materials from BC/fibroin/amidosil membranes and Eu3+ complexes of sylilated or not b-diketonate ligands and Yb3+-Ln (Ln- Tm3+, Er3+ and Ho3+) pairs.
The interaction metal colloids- luminescent centers, mediated by the host, is explored aiming new photonic applications.
[1] "Bacterial Cellulose from Glucanacetobacter xylinus: Preparation, Properties and Applications", E. Pecoraro, D. Manzani, Y. Messaddeq, S. J.L. Ribeiro, Ch. 17 pp369-383 in Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources. Ed.: M.N. Belgacem and A. Gandini, ISBN: 978-0-08-045316-3 2008 Elsevier Ltd
[2] S.T. Parker, P. Domachuk, J. Amsden, J. Bressner, J.A. Lewis, D.L. Kaplan, F.G. Omenetto, Adv. Mater. 2009, 21, 241
Dr. Christophe Hélary : 16 février « Inhibition of Inflammation by Gene Therapy for the Treatment of Diabetic Foot Ulcers »
Loïc D’Arras : 23 février « Different routes for the synthesis of metal organic framework with Cerium »
JANVIER 2012:
Dr. Jiangyu Wu: 5 janvier « Preparation and Network Formation of DNA-grafted Silica Nanoparticles »
Pr. Hiroshi Matsui (Professor and Chair, Dept. of Chemistry and Biochemistry City University of New York - Hunter College): 9 janvier (11h)
“From 2D to 3D protein assemblies in controlled & reconfigurable structures and their applications in bio-silicon hybrid sensor chips for cancer detections and tumor grading”
The ability to control self-assembly of complex 2D and 3D architectures from functional building blocks could allow further development of complex device configurations. By mimicking natural systems, genetically engineered peptides with a variety of functional building blocks such as metal NPs can be applied to design new materials with the specificity of assembled structure, the robustness of assembly, and the versatility of the superstructure. Here, we present three types of large-scale (µm3 ~ mm3) biomimetic 2D and 3D assemblies using nanoscale collagen peptides as building blocks. The first example is to mimic bone tissues for the production of free-standing flexible collagen films. In this case, biotylated collagen peptides are assembled into films with streptavidin-functionalized QDs, which are used as molecular recognition-based cross-linking agents between biomolecular film domains to provide structural reinforcement and flexibility. The second example is to mimic S-layer proteins on bacteria and we assemble microcapsules from collagen peptides stable even in extreme pH or high temperature when the peptides are assembled on oil-in water droplets and the ends of peptides are capped/cross-linked by peptide-binding proteins. The third example is to assemble 3D reconfigurable superstructure crystals from collagen peptides in the large-scale with high yield. In this strategy, biotylated collagen peptides and ligand-functionalized nanoparticle hubs are self-assembled into 3D microcrystals in controlled structures and NP density with the precise nanoscale interparticle distance. This simple, rapid fabrication protocol produces high yields of 3D materials in controlled shapes, promising ease and flexibility in manufacturing future functional devices. The reconfigurability of the 3D directed assembly was also demonstrated by modifying peptides with genetic engineering. We discovered that the conformation change of peptide building blocks induced by pH could trigger the disassembly of the hybrid NP-peptide cube and undergo the reassembly into different shapes.
The second part of this lecture is about biosensor chips for detecting cancer cells. One of the best strategies to halt cancer’s progress is the development of new diagnostic tools that allow one to detect the disease in an early stage. It would be desirable to develop simple and robust cancer detection systems without using unreliable biomarkers for a variety of tumor grades regardless of its origin in early stages. The development of non-invasive screening device for cancers with high specificity and selectivity enables more frequent monitoring of the early stage disease development, progress, recovery, and recurrence of cancers. Here we developed a new cancer detection platform incorporating electric cancer cell sensors on silicon chips. This sensing platform was designed to distinguish cells in different sizes and shapes by measuring their characteristic impedance signals on polysilicon microelectrodes. Due to the softness of cancer cells as compared to normal cells, cancer cells were observed to swell three times more than normal cells under hyposmotic pressure. By using this sensor chip and protocol, cancer cells can be distinguished from normal cells electronically without biomarkers; as strong hyposmotic stress is applied to cells, only cancer cells increase impedance signals due to the distinguished mechanical property. For example, we have examined six different cancer cell lines from prostate, kidney, ovarian, and breast, and all of these cancer cells were observed to expand their size about 35 – 50 % under osmotic pressure and their swellings could be detected sensitively and selectively by the robust impedance measurements of the sensor chip on the order of 10 cells/mL in less than 30 minutes even in contaminated samples. Recently, we improved the protocol to detect cancer cells in urine samples. Finally, the aggressive breast cancer cells could be distinguished from less aggressive ones by measuring impedance values of the samples, opening the possibility that circulating tumor cells (CTC), cancer stem cell (CSC), or metastatic cancer cells may be detected by this technique.
Dr. Julia E. Babensee (Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology and Emory University, Atlanta, GA): 10 janvier (mardi 11h)
“Biomaterials as Agonists of Host Responses“
Contact of biomaterials with physiological systems upon implantation initiates host response processes that determine the success of the implant. Three important aspects of host responses to biomaterials include: 1) blood-material interactions; 2) wound healing (including the tissue reaction, fibrous encapsulation, remodeling and angiogenesis); and 3) immunological responses. While biomaterials themselves can be seen as inducers or agonists of these host responses and these aspects have been extensively studied, emerging topics in biomaterials are the design of biomaterials specifically to direct host responses through microarchitecture, chemistry or biomimetic strategies. For each of these three important aspects of host responses to biomaterials, this lecture will present the relevant biological background, characteristics of the induced host responses and biomaterial-based strategies to modulate these aspects of host responses.
Dr. Alfonso Garcia Marquez: 11 janvier (mercredi 11h !) « MIL-100 Metal-Organic Frameworks: Une large palette d'applications »
Pr. Miguel Correa-Duerte (Colloid Chemistry Group (groupe de Luis Liz Marzan), Universida de Vigo, Spain): 18 janvier (11h !)
Thomas Fontecave: 19 janvier « Silica-based porous materials for drug delivery »
Katarzyna Kopanska (MRC Human Nutrition Research, Fulbourn Road, Cambridge, CB1 9NL, United Kingdom, email:): 23 janvier (11h !)
“Is there a role for silicon in connective tissues health?“
Silicon (Si) is abundant in the environment and is found to some extent in all living systems. Yet although we have some knowledge of its chemistry, its biology/biochemistry has eluded us. Nonetheless, in primitive organisms such as diatoms and some sponges, as well as some higher plants, Si has been found to be beneficial/ essential and to perform important metabolic and structural roles.
In animals significant research started with silicon deprivation experiments in 1972 by Edith Carlisle ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Carlisle</Author><Year>1972</Year><RecNum>10</RecNum><record><rec-number>10</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="pw2vvf9ek0ezareddro52x99w55zrr5e5dsr">10</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Carlisle, E. M.</author></authors></contributors><titles><title>Silicon: an essential element for the chick</title><secondary-title>Science</secondary-title></titles><periodical><full-title>Science</full-title></periodical><pages>619-21</pages><volume>178</volume><number>61</number><keywords><keyword>Animals</keyword><keyword>Body Weight</keyword><keyword>Chickens</keyword><keyword>Deficiency Diseases</keyword><keyword>Diet</keyword><keyword>Growth/*drug effects</keyword><keyword>Nutritional Requirements</keyword><keyword>Silicon/*pharmacology</keyword><keyword>Trace Elements</keyword></keywords><dates><year>1972</year><pub-dates><date>Nov 10</date></pub-dates></dates><accession-num>5086395</accession-num><urls><related-urls><url>http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=5086395</url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>[1] and by Schwarz & Milne ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Schwarz</Author><Year>1972</Year><RecNum>12</RecNum><record><rec-number>12</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="pw2vvf9ek0ezareddro52x99w55zrr5e5dsr">12</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Schwarz, K.</author><author>Milne, D. B.</author></authors></contributors><auth-address>Laboratory of Experimental Metabolic Diseases, Veterans Administration Hospital, Long Beach, California 90801, USA.</auth-address><titles><title>Growth-promoting effects of silicon in rats</title><secondary-title>Nature</secondary-title></titles><periodical><full-title>Nature</full-title></periodical><pages>333-4</pages><volume>239</volume><number>5371</number><keywords><keyword>Animals</keyword><keyword>Diet</keyword><keyword>Growth/*drug effects</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Rats</keyword><keyword>Rats, Inbred F344</keyword><keyword>Silicon/administration & dosage/deficiency/pharmacokinetics/*pharmacology</keyword><keyword>Time Factors</keyword></keywords><dates><year>1972</year><pub-dates><date>Oct 6</date></pub-dates></dates><accession-num>12635226</accession-num><urls><related-urls><url>http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=12635226</url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>[2]. These studies showed that collagenous connective tissues in particular bone, joints, skin and hair (or feathers) were abnormal in the Si-deprived animals. More recent work has shown that dietary Si intake is associated with higher bone mineral density ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Jugdaohsingh</Author><Year>2004</Year><RecNum>134</RecNum><record><rec-number>134</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="pw2vvf9ek0ezareddro52x99w55zrr5e5dsr">134</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Jugdaohsingh, R.</author><author>Tucker, K. L.</author><author>Qiao, N.</author><author>Cupples, L. A.</author><author>Kiel, D. P.</author><author>Powell, J. J.</author></authors></contributors><auth-address>Gastrointestinal Laboratory, The Rayne Institute, St Thomas' Hospital, London, United Kingdom. ravin.jugdaohsingh@kcl.ac.uk</auth-address><titles><title>Dietary silicon intake is positively associated with bone mineral density in men and premenopausal women of the Framingham Offspring cohort</title><secondary-title>J Bone Miner Res</secondary-title></titles><periodical><full-title>J Bone Miner Res</full-title></periodical><pages>297-307</pages><volume>19</volume><number>2</number><keywords><keyword>Adult</keyword><keyword>Alcohol Drinking</keyword><keyword>*Bone Density</keyword><keyword>Cohort Studies</keyword><keyword>Cross-Sectional Studies</keyword><keyword>*Diet</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Middle Aged</keyword><keyword>*Premenopause</keyword><keyword>Sex Factors</keyword><keyword>Silicon/*administration & dosage</keyword></keywords><dates><year>2004</year><pub-dates><date>Feb</date></pub-dates></dates><accession-num>14969400</accession-num><urls><related-urls><url>http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=14969400</url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>[3]. And in vitro studies using bone osteoblasts and skin fibroblasts showed that silicon might affect the biosynthesis of collagen in these cells ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Reffitt</Author><Year>2003</Year><RecNum>128</RecNum><record><rec-number>128</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="pw2vvf9ek0ezareddro52x99w55zrr5e5dsr">128</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Reffitt, D. M.</author><author>Ogston, N.</author><author>Jugdaohsingh, R.</author><author>Cheung, H. F.</author><author>Evans, B. A.</author><author>Thompson, R. P.</author><author>Powell, J. J.</author><author>Hampson, G. N.</author></authors></contributors><auth-address>Gastrointestinal Laboratory, The Rayne Institute, St Thomas' Hospital, London SE1 7EH, UK.</auth-address><titles><title>Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro</title><secondary-title>Bone</secondary-title></titles><periodical><full-title>Bone</full-title></periodical><pages>127-35</pages><volume>32</volume><number>2</number><keywords><keyword>Adolescent</keyword><keyword>Cell Differentiation/drug effects/physiology</keyword><keyword>Cells, Cultured</keyword><keyword>Child</keyword><keyword>Child, Preschool</keyword><keyword>Collagen Type I/*biosynthesis</keyword><keyword>Dose-Response Relationship, Drug</keyword><keyword>Female</keyword><keyword>Gene Expression Regulation, Developmental/drug effects/physiology</keyword><keyword>Humans</keyword><keyword>Male</keyword><keyword>Osteoblasts/*cytology/*drug effects/metabolism</keyword><keyword>Silicic Acid/*pharmacology</keyword><keyword>Stromal Cells/cytology/drug effects/metabolism</keyword><keyword>Tumor Cells, Cultured</keyword></keywords><dates><year>2003</year><pub-dates><date>Feb</date></pub-dates></dates><accession-num>12633784</accession-num><urls><related-urls><url>http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Citation&list_uids=12633784</url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>[4]. However these results have not subsequently been replicated, and, hence, the essentiality of silicon in higher animals remains questionable.
We have investigated possible mechanisms of action of silicon on the collagen biosynthesis using human skin fibroblasts. In particular, I studied the effect of a soluble form of silicon that is obtained following ingestion of silicon-containing foods, namely orthosilicic acid (Si (OH)4) on collagen type I gene expression and translation, as well as some post-translational effects in a 2D cell culture model. I also studied the effect of silicon on cell migration and collagen re-modelling using a collagen matrix 3D and 2D cell culture models.
USERPROPERTY \* MERGEFORMAT
ADDIN EN.REFLIST 1. Carlisle, E.M., Silicon: an essential element for the chick. Science, 1972. 178(61): p. 619-21.
2. Schwarz, K. and D.B. Milne, Growth-promoting effects of silicon in rats. Nature, 1972. 239(5371): p. 333-4.
3. Jugdaohsingh, R., et al., Dietary silicon intake is positively associated with bone mineral density in men and premenopausal women of the Framingham Offspring cohort. J Bone Miner Res, 2004. 19(2): p. 297-307.
4. Reffitt, D.M., et al., Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro. Bone, 2003. 32(2): p. 127-35.
Dr. Kuldeep Panesar: 26 janvier "Multinuclear Solid-state NMR Investigation of Benzoic Acid Confined in MCM-41"
DECEMBRE 2011:
Les séminaires internes commencent à 16h15 et sont fixés le jeudi salle D2 (sauf exception comme indiqué ci-dessous). Les autres séminaires sont en italique.
Sandrine Quignard: 1 décembre « Comportement de nanoparticules de silice en milieu biologique : des cellules aux biomatériaux »
Mercredi 7 décembre (Amphi Budé, 16H-18H)
Pr. Clément Sanchez : « 5- Organogélation-Minéralisation: A la rencontre de gabarits supramoléculaires extraordinaires »
Pr. Ivan Huc (Université de Bordeaux) : « Ingénierie moléculaire d'architectures organiques repliées »
Fabien Dufour: 8 décembre « TiO2 and Au nanoparticles: surface properties study »
Mercredi 14 décembre (Amphi Budé, 16H-18H)
Pr. Clément Sanchez : « 6- Vers des Matériaux Autoréparables »
Pr. Ludwik Leibler (ESPCI) : « La silice toute organique »
Thi Le Anh Nguyen: 15 décembre « Synthesis and characterization of porous ITO electrodes for spectro-electrochemistry »
NOVEMBRE 2011:
Mercredi 2 Novembre (Amphi Budé, 16H-18H)
Pr. Clément Sanchez : « 1- Polycondensations hydrolytiques: une chimie des matériaux dans l’eau et dans l’alcool »
Pr. Bernadette Charleux (CPE Lyon): « Le monde des matériaux polymères: A la découverte des macromolécules synthétiques »
Julie Besnardière: 3 novembre « Magnéli Phases nanoparticles : Introduction and synthesis »
Nao Kawashima: 8 novembre (mardi !) « Synthetis of bionanocomposites by assemblying tungsten oxide nanoparticles with surfactants »
Mercredi 9 novembre (Amphi Budé, 16H-18H)
Pr. Clément Sanchez : « 2-Processus non hydrolytiques: Un procédé sol-gel “sans eau” »
Pr. Jean Pierre Jolivet (Université de Paris VI) :
« Electrons et protons : une synergie dans la chimie des cations et l'élaboration de nanostructures »
Pr. Christian Bonhomme: 15 novembre (mardi 16h !) « MACS et DNP en RMN »
Mercredi 23 Novembre (Amphi Budé, 16H-18H)
Pr. Clément Sanchez : « 3- Polymères de coordination: la caverne d’Ali Baba du chimiste
Pr. Talal Mallah (Université Paris XI) : « Ingénierie magnétique, des molécules au nano-objets »
Yan Wang: 24 novembre (11h !)
Pr. Valérie Marchi-Artzner (Université Rennes 1, Sciences Chimiques de Rennes, CNRS UMR 6226 ICMV) : 25 novembre (11h !) « Surface Chemistry of Functional nanoparticles from Bioprobing to Self-Assembling »
The inorganic nanoparticles possess a range of tunable optical fluorescence or absorption properties depending on their chemical composition and their shape (semi-conductor (QD) and metallic gold) whereas the surface ligand can be optimized to tailor interactions with the surroundings. Their properties can be used individually or collectively within nanostructured materials. We present the surface chemistry of these nanoparticles as well as the methods for self assembling.
We present here two strategies to solubilize and chemically-functionalize nanocrystals into water and to bioconjugate them in a controlled manner. One first method is based on the self-assembling properties of synthetic gallate amphiphiles (Boulmedais et al, Langmuir 2006) to prepare well-dispersed NP micelles containing gFe2O3 or QD nanocristals (Roullier, V. et al Chem. Mat. 2008, Amela-Cortes et al. Chem. Comm. 2011). The second one consists in remplacing the initial ligands with short PEGylated peptides with a strong affinity to the NP surface (Dif A. et al J. Am. Chem. Soc. 2008). Stable protein-NP complexes of a controlled stoichiometry were obtained by keeping their biological function. Proteins bearing a histidine-rich sequence were in situ labelled with small pegylated peptidic QD (Dif, A et al J. Am. Chem. Soc. 2009) or with QD micelles (Roullier V. et al, Nano Lett 2009). The main advantages of these approaches are discussed in terms of colloidal stability, photostability, cytotoxicity and final size of nanoparticles.
Nanoparticles (QD, Au) are also ideal building blocks for the construction of ordered 3D structures. The interaction between anionic peptidic quantum dots and cationic vesicles results in the formation of either hybrid QD vesicles or a well-defined lamellar hybrid condensed phase in which the QDs are densely packed in the plan of lamellas (Dif A. et al J. Am. Chem. Soc. 2008). The addition of the well-known anionic actin protein to this system induced the formation of fluorescent 3D crystalline fibers. The 3D crystallization of quantum dots is observed by electrostatic interaction between peptidic quantum dots and a bio-organic template composed of actin filaments and lipid membranes (Nano Letters 2011 accepted)
Mercredi 30 novembre (Amphi Budé, 16H-18H)
Pr. Clément Sanchez : « 4- Sol-gel et polymères des assemblages fonctionnels très variés: la construction de matériaux “sur mesure” »
Pr. Etienne Duguet (Université de Bordeaux) : « Les nanoparticules hybrides mettent les formes »
OCTOBRE 2011 :
Les séminaires internes commencent à 16h15 et sont fixés le jeudi salle D2 (sauf exception comme indiqué ci-dessous). Les autres séminaires sont en italique.
Pr. Ruiz Hitzky (ICMM, CISC, Madrid-Espagne): 4 octobre (17h salle 5)?
« Le four micro-ondes : de la cuisine à la chimie de synthèse »??
Laure BERTRY: 5 octobre (mercredi !)?
« Design of metal-dielectric core-shell nanostructures with controlled size and shape for use in optic fibers »??
Pr. Ruiz Hitzky (ICMM, CISC, Madrid-Espagne): 11 octobre (17h salle 5)?
« Les argiles : une matière première pour des matériaux avancés »??
Hanen BEN SASSI: 13 octobre
« Probing, in suspension, the ligands on the surface of gold nanoparticles by DOSY NMR »
Pr. Ruiz Hitzky (ICMM, CISC, Madrid-Espagne): 18 octobre (17h salle 5)?
« Le laboratoire intracristallin et la chimie dans les espaces confinés »??
Guillaume MULLER: 19 octobre (mercredi !)
« Control of Mesoporous and Dense Thin Films Architecture for Micro-SOFC using a low cost process »
Pr. Masafumi Uno (Gunma University, Japan) : 24 (11h salle D2)
« Laddersiloxanes and cage silsesquioxanes : Synthesis, properties, and applications »
Pr. Ruiz Hitzky (ICMM, CISC, Madrid-Espagne): 25 octobre (17h salle 5)?
« Les biohybrides, un nouveau type de matériaux à l’interface du monde minéral et du vivant »??
Dr. Olivier FONTAINE: 26 octobre (mercredi 16h !)?
«Elaboration et caractérisation électrochimique d’interfaces nanostructurées»
Frédéric COLBEAU-JUSTIN: 27 octobre?
« Design of hydrotreatment/hydrocracking catalysts by direct incorporation of heteropolyanion in a mesostructured matrix via aerosol processing »
SEPTEMBRE 2011 :
Dr. Francisco FERNANDES: 15 septembre
« Old materials for new applications : fibrous clays in nanocomposites »
Prof. Akiyoshi OSAKA (University of Okayama - Japon) : 16 septembre (11h)
« Metallic material-bone tissue interactions - Earlier fixation of implants to bone »
Since Hench's invention of Bioglass? in the soda-lime silicate system in the end of 1960s, bonding between materials and bone tissue has been extensively studied, and it seems commonly accepted that an intervening thin layer of apatite spontaneously deposited on the material surface in vivo "glues" the material and bone. This principle is hardly applicable to metals without any surface modification. A few examples of chemical treatment of titanium implants to yield active titanium oxide layers will be presented before a newly developed GRAPE? Technology (GRooves and APatitE) is introduced and not only the mechanism of apatite deposition but also its enhancing effects of UV irradiation are discussed.
Prof. Rachel A. CARUSO (University of Melbourne - Australia) : 19 septembre (11h)
« Templating techniques to control the morphology of metal oxide materials »
The pore structure of an inorganic material can be controlled on the nanometer and micrometer scale by the use of templating techniques. This ability to alter the pore size and overall morphology is highly desirable as the final properties, such as surface area or porosity, of the material influence its performance in applications.
Porous metal oxide structures have been prepared using template-based processes during synthesis, as will be discussed. The outer morphology and inner porosity of the materials have been varied by the choice of the template, which is removed during a calcination step. Bulk and intricate structural details, including the crystallinity of the particles, the surface area and pore sizes of the structures, can be determined by electron microscopy, X-ray diffraction, gas sorption and mercury intrusion porosimetry. Such materials can be applied as working electrodes in dye-sensitized solar cells, as photocatalysts to decompose organic pollutants, in tissue engineering, and as drug delivery vehicles.
Benjamin LE OUAY: 21 septembre (mercredi !)
« Encapsulation of living microorganisms in conductive silica-based matrices for the realization of a bio-fuel cell »
Pr. Akiyoshi OSAKA (University of Okayama - Japon) : 23 septembre (10h)
« Sol-gel derived organic-inorganic hybrids with siloxane bonds for biomedical applications »
Dr. Niki Baccile : 29 septembre
"De l'utopie au vernissage : OpenLab un projet transdisciplinaire"
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