Modification de la surface de la nanocellulose pour conférer des propriétés actives pour emballage

Modifying the surface of nanocellulose to impart active properties

• Auteur / Autrice : Seema Saini
• Direction : Julien Bras, Mohamed Naceur Belgacem
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
• Date : Soutenance le 13/11/2015
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés pour la bioraffinerie, les matériaux bio-sourcés et l’impression fonctionnelle (Grenoble, Isère, France ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Graziano Elegir
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Bras, Mohamed Naceur Belgacem, Elisa Zeno
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Véronique Coma, Lars Wagberg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Infections nosocomiales

Mots clés libres

Nanocellulose

Propriétés actives

Modification chimique

Nanocellulose

Active property

Chemical modification

Antimicrobial

Résumé

Le projet de thèse a permis de proposer des stratégies ''verte'' pour la modification chimique de nanofibrilles de cellulose (CNF) afin de leur conférer des propriétés antimicrobiennes. Sept différentes CNF fonctionnalisées ont été produites en tenant compte des principes de développement durable et de la faisabilité industrielle dans le domaine des emballages de nouvelles générations. Dans un premier temps, les CNF ont été fonctionnalisées avec de la cyclodextrine pour contrôler le relargage de molécules actives. Dans d'autres stratégies, des surfaces antimicrobiennes par contact ont été préparées en greffant des molécules naturelles ou en suivant les principes de biomimétisme. Les résultats sont très prometteurs et permettent l'obtention de surface clairement antimicrobienne sans relargage de molécules. Des caractérisations de grandes qualités ont confirmé ces greffages (par exemple, XPS, RMN, QCM-D) ainsi que les propriétés antimicrobiennes (par rapport à la S.aureus ou E.Coli). Une des meilleurs stratégies utilisant des CNF greffées avec des antibiotiques, a été produites à l'échelle laboratoire mais aussi implémentée à l'échelle semi-industrielle, avec pour objectif final la production d'emballages médicaux limitant les maladies nosocomiales.

The present investigation has developed efficient green strategies for the chemical modification of cellulose nanofibers (CNF), in order to impart antimicrobial activities. Seven different functionalized CNF was produced in this context keeping in mind sustainability and industrial feasibility within new generation packaging field. First, CNF was designed with cyclodextrin to control the release of natural active molecules. In other strategies, non-leaching contact active antimicrobial surfaces were prepared using natural active molecules or following biomimetic approaches. Results are very promising and allow obtaining efficient antimicrobial surface without any release. High level characterizations confirm surface grafting (e.g. XPS, QCM-D, NMR) and anti-microbial efficiency (S.aureus, E.Coli). One of the best strategies using antibiotic grafted CNF was produced at lab scale but also implemented at semi industrial scale. The final idea was to produce medical packages limiting the cross contamination in hospitals.