Développement de matériaux bio-hybrides photosynthétiques par l'encapsulation des cellules dans une matrice poreuse silicée biocompatible

Projet: Recherche

Détails du projet

Description

Face aux besoins énergétiques croissants, il est urgent de développer des technologies de production propres et durables. Une solution incontournable est l’exploitation de l’énergie lumineuse inépuisable du soleil. Depuis des millénaires, la nature est capable de convertir cette énergie solaire en énergie chimique par la fixation du dioxyde de carbone avec une efficacité incroyable. L’exploitation de ces organismes et le développement de nouvelles technologies photosynthétiques sont une voie inévitable pour répondre aux défis actuels. Cependant, les organismes vivants sont sensibles et fragiles lorsqu’ils sont utilisés hors de leur environnement naturel. Ainsi, une baisse d’efficacité due à l’arrêt métabolique ou encore la mort des cellules sont observées dans les biotechnologies actuelles. Il est donc indispensable de protéger ces cellules. Au cours des dernières décennies, la communauté scientifique a mis au point diverses méthodes de protection. Parmi celles-ci se retrouve l'encapsulation de cellules dans une matrice poreuse abiotique.
Cette thèse se propose donc de développer une méthode d'encapsulation individuelle de cyanobactéries pour protéger les cellules. Des matériaux hybrides composites ont été élaborés et utilisés comme matrices d'encapsulation à partir de précurseurs inorganiques et organiques via le procédé sol-gel. Cette méthode directement inspirée par la nature (œufs, diatomées, etc.) a permis d’obtenir un matériau hybride combinant le monde du vivant et du non-vivant. Une attention particulière sera accordée à l'interface entre la cellule et la matrice de silice afin de comprendre les mécanismes et les conditions optimales d'encapsulation cellulaire.
Le matériau synthétisé aura pour ambition d’être utilisé pour la production de métabolites à haute valeur ajoutée via la photosynthèse, mais également d’être appliqué dans le traitement des eaux usées.
Titre abrégéMatériau bio-hybride photosynthétique
statutFini
Les dates de début/date réelle1/10/1531/12/17