Étude de la réactivité de surface d'apatites de synthèse nanocristallines

On the surface reactivity of nanocristalline apatites

• Auteur / Autrice : Diane Eichert
• Direction : Christian Rey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux nanostructurés

Os

Échange d'ions

Phosphates de calcium

Apatites

Résumé

Ce mémoire porte sur l'étude de la réactvité d'apatites nanocristallines analogues au minéral osseux, et plus particulièrement sur leurs propriétés de surface. Les apatites nanocristallines obtenues par précipitation en milieu aqueux présentent des carctéristiques physico-chimiques similaires à celles du minéral osseux. Elles possèdent une couche superficielle hydratée, responsable de leur réactivité, à laquelle sont associés des ions minéraux ''non-apatitiques'' aisément mobilisables. Ils participent à divers processus de régulation et de substitution ioniques ; ils sont également soupçonnés d'affecter les propriétés physico-chimiques de la surface et de jouer un rôle important dans l'activité des cellules osseuses. Ces couches hydratées peuvent être considérées comme réservoirs d'ions échangeables. La plupart des études concernant le minéral osseux ou ses analogues de synthèse ont été effectuées sur des produits secs souvent obtenus par séchage sous vide. Dans une première partie, nous avons essayé de caractériser, en milieu humide, les phases qui se forment au cours de la précipitation de phosphates de calcium de synthèse et de préciser les réactions chimiques impliquées dans les phénomènes de maturation à l'aide des techniques telles que la spectroscopie infrarouge (ATR) ou la RMN du solide. Nous avons montré l'existence, dans les analogues humides juste après précipitation, d'une phase hydratée transitoire et extrêmement fragile, détruite par toute étape de séchage, et qui évolue vers la formation d'une phase apatitique. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés aux modifications de surface des apaties mal cristallisées par échange ionique (cationique et anionique) afin de mieux appréhender leur réactivité et les propriétés de cette phase hydratée. Nous avons pu montrer que la structure et la composition de la couche hydratée sont profondément modifiées au cours de ces substitions. Ces travaux mettent en évidence la grande réactivité des apatites nanocristallines en suggérant l'utilisation de méthodes de caractérisation en milieu humide, notamment pour des échantillons biologiques.