Une collaboration associant le CERMAV à Grenoble montre que des nanocristaux de cellulose modifiés par des chaînes alkyles peuvent à la fois stabiliser des émulsions de Pickering et renforcer des revêtements biosourcés.
Les nanocristaux de cellulose constituent des nano-objets renouvelables particulièrement intéressants pour la formulation de matériaux. Leur forte rigidité et leur surface riche en fonctions hydroxyle permettent notamment de modifier finement leurs propriétés interfaciales afin de les utiliser comme agents de stabilisation ou comme renforts.
Dans ce travail, Sami Boufi, Fatma Ben Cheikh et Ayman Ben Mabrouk de l’Université de Sfax collaborent avec Jean-Luc Putaux, chercheur à l’Université Grenoble Alpes et au CNRS au sein du CERMAV. Les nanocristaux de cellulose sont fonctionnalisés par des chaînes octyle ou dodécyle au moyen d’une oxydation périodate suivie d’une amination réductrice. Cette modification permet d’ajuster leur équilibre hydrophile–hydrophobe tout en conservant une bonne dispersibilité dans l’eau.
Le greffage améliore fortement leur activité à l’interface huile-eau. Les nanocristaux modifiés produisent des émulsions de Pickering présentant des gouttelettes plus petites, une meilleure résistance à la coalescence et une stabilité accrue par rapport aux particules non modifiées. Ils renforcent également le caractère de gel des formulations, ce qui contribue à immobiliser les gouttelettes.
Les chercheurs démontrent ensuite leur utilisation dans une émulsion sans tensioactif à base d’huile de soja époxydée. Après réticulation, les nanocristaux ne jouent plus seulement le rôle d’émulsifiants : leur réseau rigide augmente aussi la rigidité du film obtenu. Cette double fonction ouvre des perspectives intéressantes pour la mise au point de formulations aqueuses et de revêtements biosourcés combinant stabilisation colloïdale et renforcement mécanique.
Publication : Effect of Alkyl Grafting on the Interfacial Properties and Pickering Emulsifying Efficiency of Cellulose Nanocrystals, ACS Omega.