Hydrogels auto-assemblés à partir d'amphiphiles biosourcés et leurs applications potentielles

Les gels de faible masse moléculaire ont émergé comme des alternatives prometteuses aux gels polymériques en raison de leur réversibilité, de leur sensibilité aux stimuli externes et de la possibilité de moduler leur structure moléculaire. Alors que la majorité des gelateurs connus, dotés de structures rigides, forment généralement des réseaux fibrillaires, les tensioactifs donnent plutôt naissance à des gels à structures micellaires, vésiculaires ou lamellaires. De manière surprenante, les biotensioactifs microbiens, alternatives écologiques aux tensioactifs issus du pétrole, ont récemment montré la capacité à s'auto-assembler en réseaux fibrillaires, une caractéristique typiquement associée aux gelateurs faible masse moléculaire. Ce comportement intrigant reste encore largement inexploré. Cette thèse s'intéresse au comportement de gélification d'une série de biotensioactifs microbiens, incluant des glycolipides et des lipopeptides, avec un focus particulier sur leur auto-assemblage en réponse à l'ajout de cations métalliques. À travers une étude systématique combinant rhéologie, diffusion aux petits angles et microscopie, nous identifions les conditions dans lesquelles certains biotensioactifs forment des gels et nous caractérisons leurs nanostructures. En particulier, nous présentons la formation d'organogels de mycosubtiline via une méthode de changement de solvant, ainsi que des hydrogels de surfactine obtenus par acidification contrôlé. Au-delà de la compréhension des mécanismes de gélification, ce travail explore les applications fonctionnelles des gels à base de biotensioactifs. En utilisant un gel fibrillaire à base de glycolipide coordonné à l'argent comme matrice, des nanoparticules et des nanofils d'argent sont synthétisés in situ par contrôle de la cinétique de réduction. La formation de nanofils permet d'obtenir un gel hybride présentant une conductivité électronique, comme le confirme la spectroscopie d'impédance. Dans l'ensemble, cette thèse enrichit la bibliothèque des gels de faible masse moléculaire à base de biotenioactifs, apporte des éléments nouveaux sur leur auto-assemblage moléculaire, et met en lumière leur potentiel pour des applications avancées dans le domaine des nanomatériaux et de l'électronique souple.