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Matériaux par électrofilage

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Matériaux par électrofilage
V. Salles(MCF)

Les matériaux fibreux, connus et étudiés depuis longtemps pour des applications de renforts, sont de nos jours des matériaux d’intérêt pour le développement de composites multifonctionnels ou encore de textiles intelligents pour des applications dans des domaines aussi variés que le médical, l’électronique, ou encore l’environnement. Parmi les différentes techniques de filage existantes, l’électrofilage (en anglais « electropinning ») permet de fabriquer des filaments continus dont le diamètre peut varier de quelques nanomètres à quelques micromètres, selon les conditions d’utilisation. Depuis quelques années, notre équipe de recherche utilise cette technique pour fabriquer des filaments sous forme de matériaux non tissés, d’assemblages de filaments ou encore déposés de manière localisée à la surface d’un substrat.

Principe de l’électrofilage

La fabrication de matériaux non tissés par électrofilage est la plus connue de toutes. Elle intéresse les activités de notre équipe pour répondre à des problématiques liées :

- à l’énergie : filaments conducteurs thermiques pour l’évacuation de la chaleur [1], filaments piezoélectriques d’AlN pour la récupération de l’énergie mécanique [2], composites nanostructurés avec filaments de carbure de fer pour récupération de l’énergie magnétique [5-7].

Filaments de BN (MET) [1]

Filaments de AlN (MET) [2]

- à la détection et l’élimination de polluants : filaments aux propriétés photocatalytiques pour la dépollution de l’eau [3], filaments capteurs de gaz [4].

Forte activité photocatalytique de filaments hybrides composés de TiO2 et de nanoparticules de Au [3]

Filaments de WO3 avec nanoparticules de Au présentant une très forte sensibilité au butanol [4]

- à l’ingénierie tissulaire (médical) : dispositifs médicaux fonctionnels et résorbables pour application dentaire [8].

Filaments de PLGA fonctionnalisés, avant et après croissance invasion cellulaire [8]

Une part non négligeable de l’activité est également dédiée au développement de procédés originaux pour répondre à de nouvelles problématiques, en lien avec l’électrofilage [9-10].

Fil multi-filaments et enroulement de ce fil autour d’une bobine [9]

Illustration de dépôts localisés de filaments électrofilés, en 2D et en 3D, respectivement [10]

[1] Salles et al., Nanoscale, 2 (2010)
[2] Nanotechnology 26 (2015) 085603
[3] to be submitted…
[4] X. Yang et al. / Sensors and Actuators B 220 (2015) 1112–1119
[5] Eid et al, Nanotechnology 21 (2010) 125701
[6] Eid et al, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 17643–17646
[7] Sensors and Actuators A 211 (2014) 105–114
[8] BioResearch Open Access, Volume 3, Number 3, June 2014
[9] Patent Brevet : FR 12 51742
[10] to be submitted…