Transcript Résumés des posters

28 octobre 2014
Colloque étudiant
ième
–6
édition –
Livret électronique
SOMMAIRE
Mot du directeur ........................................................................................................................ 2
Horaire de la journée ................................................................................................................. 3
Membres organisateurs ............................................................................................................. 4
Présentation de l'activité ........................................................................................................... 5
Conférence : La place des matériaux avancés au sein de l'industrie et l'environnement ......... 6
Conférence : L'emploi de matériaux bio-organiques pour une utilisation sur la cornée .......... 7
Présentation de deux nouveaux membres du CERMA .............................................................. 8
Conférence : Gestion de projets et du personnel .................................................................... 10
Conférence : Gestion du stress et du temps ............................................................................ 11
Liste des présentations par affiche .......................................................................................... 12
Résumés des posters ................................................................................................................ 15
–1–
Mot du directeur
Chers membres du CERMA,
Je vous souhaite la plus cordiale des bienvenues à cette nouvelle édition du
colloque étudiant du CERMA. Encore une fois, les étudiants du centre se sont
surpassés pour nous offrir une journée enrichissante tant sur le plan
scientifique que social.
L’année que nous venons de traverser aura été marquante à plusieurs égards.
En effet, le monde de la recherche vit présentement de grands
bouleversements qui ne sont pas étrangers au contexte économique difficile
vécu dans la plupart des pays industrialisés. Notre centre de recherche n’a pas
échappé à cette vague de fond qui a emporté avec elle de précieuses
ressources financières. Malgré cela, la récente évaluation par la Commission de
la Recherche a clairement mis en lumière que le CERMA compte parmi les
centres reconnus par l’Université Laval qui performent le mieux en termes de
production scientifique, de financement de la recherche, et de formation
d’étudiants gradués. Comme je l’ai souvent mentionné par le passé, le CERMA
pourra traverser la tempête parce que tous ses membres auront su regrouper
leurs forces et se fixer des objectifs communs.
Le colloque étudiant de cette année est un exemple éloquent de la vigueur qui
anime le CERMA. Profitez bien de cette journée haute en couleur.
Bon colloque étudiant du CERMA 2014!
Gaétan Laroche
Directeur
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Horaire de la journée
8h30 – 9h00
Ouverture
9h00 – 9h15
Mot du directeur
9h15 – 10h00
La place des matériaux avancés au sein de l'industrie et
l'environnement
Veronic Landry, FPInnovations - Division Forintek
10h00 – 10h15
Pause
10h15 – 11h00
L'emploi des matériaux bio-organiques pour une utilisation
sur la cornée
Stéphanie Proulx, LOEX
11h00 – 11h10
Présentation du chapitre étudiant CBS-QCSC
11h10 – 11h50
Présentation des nouveaux membres du CERMA :
Élodie Boisselier et Hendra Hermawan
11h50 – 13h30
Dîner
13h30 – 14h15
Gestion de projets et du personnel
Bernard Plante, BPM Stratégie & Projets
14h15 – 15h00
Gestion du stress et du temps
Guillaume Foldes-Busque, École de psychologie
15h00 – 15h15
Pause
15h15 – 16h45
Activité
16h45 – 17h00
Mot de clôture
17h00 – 19h00
Présentations par affiche et cocktail
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Membres organisateurs
Président :
Jean-Michel Hardy
Vice-président :
Ivan Rodriguez
Secrétaire :
Mathieu Bouchard
Communication écrite :
Renaud Lussier
Matériel de communication :
Caroline Wafer
Fanny Silencieux
Alexandre Morin
Matthieu Fillion
François Paquet-Mercier
Érica Rosella
Opération logistique et achats :
François Grenier
Hedieh Teymoorzadeh
Huan Liang
Kim Fournier-Potvin
Coordonnateurs :
Patricia Basque
Gaëtan Laroche
Josée Brisson
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Présentation de l'activité
À chaque édition de colloque annuel, le comité organisateur vous propose une
activité originale afin de favoriser les échanges entre membres ou bien d’en
apprendre davantage sur les projets de vos collègues et amis. Cette année, le
comité organisateur vous invite à un quiz qui testera vos connaissances sur le
CERMA.
Le questionnaire est séparé en deux parties : la première est constituée de
questions à développement plus ou moins longues portant sur le matériel ou
des techniques utilisées par les membres du CERMA. La seconde partie est
plutôt constituée de problématiques rencontrées par les différents chercheurs.
Ces questions n’ont pas de réponses précises, mais mettront à l’épreuve vos
diverses connaissances dans différents domaines concernant les matériaux
avancés.
Vous serez préalablement regroupés avec des étudiants provenant d’équipes
de recherche différentes afin de favoriser les échanges et élargir vos champs de
connaissances. Vous disposerez de 90 minutes afin de répondre à un maximum
de questions. Un prix sera remis à l’équipe qui aura eu le meilleur pointage.
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La place des matériaux avancés au sein de
l'industrie et l'environnement
Véronic Landry, FPinnovations – Division
Forintek
Véronic Landry a réalisé son baccalauréat (1999-2002) et sa
maîtrise en chimie (2002-2005, direction Robert Prud’homme) à
l’Université Laval. Véronic a commencé à travailler chez Forintek
Canada Corp. en 2004 comme chercheure juniore contractuelle.
En 2006, elle entreprend un doctorat à incidence industrielle au
département de sciences du bois et de la forêt en collaboration avec FPInnovations. Une
partie de ses études doctorales seront réalisées à la School of High Performance Materials
de l’Université Southern Mississippi. En 2008, Véronic débute comme chercheure
permanente chez FPInnovations. Véronic est maintenant chercheure séniore chez
FPInnovations et professeure associée au département des sciences du bois et de la forêt.
Elle est responsable du groupe de manufacturiers de produits de finition membres chez
FPInnovations et de la recherche sur la finition du bois autant pour les produits intérieurs
(planchers, meubles, armoires) qu’extérieurs (lambris, etc.).
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L'emploi de matériaux bio-organiques pour
une utilisation sur la cornée
Stéphanie Proulx, LOEX
Stéphanie Proulx est professeur adjoint sous octroi au
département d’ophtalmologie depuis 2011. Elle est aussi
chercheure au Centre de recherche du CHU de Québec dans l’axe
de médecine régénératrice.
Ses intérêts de recherches portent sur le génie tissulaire appliqué à l’ophtalmologie pour des
applications en recherches fondamentales et translationnelles, plus précisément au niveau
de la cornée et de la rétine. Le grand avantage de reconstruire des tissus tridimensionnels
(comparativement à l’utilisation de cellules en culture sur plastique 2D), est que les cellules
se retrouvent dans un milieu beaucoup plus représentatif de leur environnement natif. Par
exemple, en utilisant des cellules pathologiques, la reconstruction tissulaire permet
d’étudier le développement (la pathogénèse) de maladies de l’œil dont il n’existe pas
d’autres modèles. Le volet translationnel, quant à lui, vise la reconstruction de tissus
fonctionnels qui pourront servir pour le soin des patients.
Stéphanie Proulx détient un baccalauréat en biologie médicale (UQTR) et un doctorat en
biophysique et biologie cellulaire, aussi de l’UQTR. Elle a par la suite poursuivi au postdoctorat au Centre LOEX de l’Université Laval, où s’est développée sa passion pour le génie
tissulaire. Depuis son recrutement, elle a supervisé (et co-supervisé) deux stagiaires postdoctoraux, huit étudiants gradués et sept étudiants en stage de premier cycle. Ses projets
sont financés par le CRSNG, le FRQS, les IRSC et la Foundation fighting blindness. Ralliant ses
deux passions (l’ophtalmologie et le génie tissulaire), elle est la directrice de l’axe “Cornée et
segment antérieur” du Réseau de la recherche en santé de la vision du FRQS et directrice
adjointe de l’axe “Régénération tissulaire” du Réseau de thérapie cellulaire et tissulaire du
FRQS.
Vous pouvez rejoindre Stéphanie à son bureau à l’hôpital St-Sacrement (418-682-7735) ou
par courriel [email protected]
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Présentation d'un nouveau membre du
CERMA
Élodie Boisselier
Dre Élodie Boisselier a obtenu un baccalauréat en biochimie, une
maîtrise en biochimie structurale et un doctorat en chimie
organique et inorganique à l’Université de Bordeaux en France,
avant de réaliser un post-doctorat dans les domaines de la
biochimie et de la biophysique à l’Université Laval. Au cours de sa
formation scientifique, la volonté d’appliquer ses connaissances
dans le domaine de la santé a toujours joué un rôle clé dans ses
décisions. Ses travaux de recherche réalisés pendant sa maîtrise portaient sur la
vectorisation de la vitamine C par des dendrimères biocompatibles et solubles dans l’eau.
Elle souhaitait par la suite développer ses connaissances sur les molécules utilisables en tant
que vecteurs afin de mieux maîtriser leur synthèse pour qu’ils répondent de manière
optimale à des besoins précis dans le domaine de la santé. Durant son doctorat, elle a
synthétisé plusieurs substrats issus de la chimie organique, inorganique et organométallique
à base de dendrimères, de polymères, ou encore de nanoparticules d’or. Tous ces nanoobjets ont été fonctionnalisés dans l’objectif d’encapsuler, de stabiliser ou d’améliorer l'effet
thérapeutique de différentes molécules biologiques telles que des vitamines, des
neurotransmetteurs ou des médicaments anti-cancéreux. Au cours de son post-doctorat,
elle a surexprimé et purifié différentes protéines associées aux membranes issues du
domaine de la vision dans l’objectif d’analyser leur liaison membranaire par des méthodes
biophysiques. Sa formation postdoctorale lui a ainsi permis d’acquérir une expertise
nouvelle dans les domaines de la vision et des maladies de l’œil. Dre Boisselier mène
actuellement son programme de recherche dans le Centre Universitaire d’Ophtalmologie de
l’Université Laval à titre de professeure adjointe sous octroi et chercheure. Elle a en effet
rejoint le département d’Ophtalmologie de la Faculté de médecine depuis le 1 er septembre
2014. Son programme de recherche se concentre sur la synthèse de nouveaux nanosystèmes
capables d’optimiser la médication utilisée en ophtalmologie. En effet, les nanoparticules
d’or dendritiques réunissent un grand nombre de propriétés qui devraient améliorer de
manière considérable la mucoadhésion des médicaments administrés par voie topique sur
l’œil. Sa recherche consiste ainsi à améliorer l’efficacité des médicaments en utilisant des
nanosystèmes capables d’optimiser leur biodisponibilité et donc de réduire la fréquence de
leur administration ainsi que la toxicité et le coût de ceux-ci.
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Présentation d'un nouveau membre du
CERMA
Hendra Hermawan
Hendra Hermawan est un professeur adjoint au Département de génie
des mines, de la métallurgie et des matériaux de l’Université Laval et
un chercheur au centre de recherche du CHU de Québec. Avant de
rejoindre l’Université Laval en 2014, il a été professeur à l’Université
de technologie de Malaisie depuis 2010. Ses intérêts de recherche portent sur les métaux
pour des applications biomédicales avec un accent sur les métaux biodégradables pour les
implants osseux temporaires. Son expertise dans la métallurgie, la corrosion et les
biomatériaux est soutenue par une solide formation en génie des matériaux allant du
baccalauréat jusqu'au doctorat, ainsi que d'un post-doctorat industriel. Il sert en tant que
membre du Comité de rédaction du Journal of Orthopaedic Translation (Elsevier).
Pour le contacter : [email protected]
–9–
Gestion de projets et du personnel
Bernard Plante, BPM Stratégie et Projets
Au niveau académique, M. Plante est un pur produit de
l’Université Laval. Ingénieur (génie mécanique) et détenteur du
titre de PMP (Project Manager Professional), il détient également
un certificat en gestion de la main d’œuvre et complète
actuellement un MBA spécialisé en management. Durant sa
carrière, M. Plante a eu l’occasion de gérer des équipes de travail
et de projet à différents niveaux, principalement dans le domaine du transport. D’abord
dans le secteur manufacturier pour la production de pièces en magnésium, puis en
conception et développement de nouveaux produits, et finalement en gestion de projets
technologiques et stratégiques. Au niveau technologique, il a notamment géré des projets
d’implantation de systèmes de comptage automatisé de passagers dans les trains
européens, ainsi qu’un projet de système d’aide à la logistique pour autobus urbains doté
d’intelligence artificielle gagnant du prix «Innovation technologique de l’année 2010» remis
par l’Association des transporteurs urbains du Québec. Au niveau stratégique, suite à deux
évènements de surchauffe ayant mené à l’arrêt forcé des véhicules Écolobus, il a agi en tant
que responsable de leur remise en service dans un projet fortement médiatisé qui
comportait des enjeux techniques autant que politiques. M. Plante a également travaillé en
étroite collaboration avec la haute direction du Réseau de transport de la Capitale à
l’implantation d’un processus de gestion de portefeuille de projets. En tant que Conseiller
stratégique, M. Plante aide maintenant les dirigeants à rendre leurs organisations plus
performantes en projet. Dès 2015 il agira également en tant que Chargé d’enseignement en
gestion de projet à l’Université Laval.
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Gestion du stress et du temps
Guillaume Foldes-Busque, École de psychologie
Guillaume Foldes-Busque est psychologue et professeur adjoint à
l’École de psychologie de l’Université Laval. Il intègre ce corps
professoral en 2012, après avoir complété un stage postdoctoral à
l’Unité de recherche en santé des populations du Centre hospitalier
affilié universitaire de Québec et au Centre de recherche du Centre
hospitalier affilié universitaire de Lévis. Ses principaux intérêts
cliniques et de recherche sont l’anxiété et les symptômes médicalement inexpliqués. Ses travaux de
recherche visent à éclaircir l’étiologie et l’épidémiologie de ces problématiques ainsi qu’à optimiser
la prise en charge clinique des patients qui en souffrent. Il partage son temps entre l’enseignement,
la recherche, la supervision clinique et l’encadrement d’étudiants gradués. Il est à même de
constater que la gestion du temps et de l’anxiété sont des défis majeurs que doivent relever les
étudiants (et les professeurs) de tous les domaines afin de maintenir leur performance au travail
ainsi que leur qualité de vie. Son expertise dans l’évaluation et le traitement de l’anxiété l’amène à
identifier différentes stratégies et techniques qui peuvent aider à mieux relever ces défis.
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Liste des présentations par affiche
1. Mesoporous Silica Nanoparticles for Binuclear MRI studies (1H and 19F) and Cell
Tracking Applications
Meryem Bouchoucha, Marc-André Fortin and Freddy Kleitz
2. Étude par RMN à l’état solide et FTIR d’une neuroprotéine sensible au calcium, la
recoverine
Kim Potvin-Fournier, Audrey Picard-Lafond, Catherine Marcotte, Mélanie Schneider,
Geneviève Valois-Paillard, Thierry Lefèvre, Philippe Calvez, Line Cantin, Christian Salesse,
Michèle Auger
3. Synthèse de nanorubans de graphdiyne
Maude Desroches, Geneviève Rioux et Jean-François Morin
4. Synthesis and Optical Properties of Near-Infrared AgInSe2 Nanocrystals
Marc-Antoine Langevin, Anna M. Ritcey, Thomas Pons, Sandrine Ithurria, Claudine Nì. Allen
5. Plasma à la pression atmosphérique : une solution viable pour le traitement de surface
et le dépôt de couches nano composites
Julien Vallade, Ivàn Rodriguez Duràn, Morgane Laurent, Stéphane Turgeon, Gaétan Laroche
6. Étude de systèmes catalytiques alternatifs pour l’arylation directe d’unités aromatiques
Mikaël Leduc, Mario Leclerc
7. Dispositif microfluidique pour l’étude des biofilms dans les premières étapes de
croissances par spectroscopie infrarouge en réflexion totale atténuée
François Paquet-Mercier, Jesse Greener
8. Les nanoparticules de palladium-or (Pd@Au) pour la brachythérapie du cancer de la
prostate et du sein
Diane Djoumessi Lekeufack, Myriam Laprise-Pelletier, Pascale Chevallier, Jean Lagueux,
Marie-France Côté, et Marc-André Fortin
9. Fluorinated NMR Probes for the Study of Membrane Topology: Monofluorinated
Dimyristoylphosphatidylcholine and Dimyristoylphosphatidylglycerol Lipids
Marie-Claude Gagnon, Jonathan Guimond-Tremblay, Sébastien Dautrey, Bianka Turgeon,
Michèle Auger et Jean-François Paquin
10. Fabrication and calibration of a microfluidic device for in situ electrochemical
measurements of templated biofilm patterns
Mirpouyan Zarabadi, Jesse Greener
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11. Using infrared and Raman microspectroscopies to compare ex vivo involved psoriatic
human skin and normal human skin
Marie Leroy, Thierry Lefèvre, Roxane Pouliot, Michèle Auger, Gaétan Laroche
12. Revêtement Mésoporeux Paramagnétiques pour Procédures d’IRM
Fanny Silencieux, Jean Lagueux, Freddy Kleitz, Marc-André Fortin
13.
Développement
de
nouveaux
polymères
dérivés
du
5-alkyl-3,8dibromophenanthridinone pour application en cellules photovoltaïques organiques
Maxime Guérette, Jean-Rémi Pouliot, Stéphane Dufresne, Ahmed Najari, Mario Leclerc
14. Nucléation et stabilisation de nanoparticules de métaux nobles par électrochimie
plasma
Mathieu Bouchard, Stéphane Turgeon, Marc-André Fortin
15. Synthèse photochimique d’hydrocarbures aromatiques polycycliques
Maxime Daigle, Audrey Picard-Lafond, Jean-François Morin
16. Synthèse de nanoparticules d’or pour l’optimisation de la médication contre le
glaucome
Mathieu Ouellette, Élodie Boisseliera
17. High throughput Microelectrode Array for Electrochemical Sensing and Biofilm
Monitoring
A. Kara, A.Miled, J.Greener
18. Dérivés d’anthanthrène et d’anthanthrone polycycliques comme semiconducteur en
électronique organique
Jean-Benoît Giguère, Niyazi Serdar Sariciftci et Jean-François Morina
19. Optimisation d’un échafaudage de nanofibres biodégradables pour la néoendothélialisation de substituts vasculaires
Gad Sabbatier, Catherine Tremblay, Jean Ruel, Bernard Durand, Florence Diéval, Gaétan
Laroche
20. Caractérisation de la dispersion de la nanocellulose cristalline dans les revêtements par
rétrodiffusion de la lumière
Vardanyan Vahe, Tigran Galstian, Bernard Riedl
21. Au-Mn Nanoparticles for Dual Computed Tomography and Magnetic Resonance
Imaging
T. Simao, P. Chevallier, S. Barcikowski, M.-A. Fortin, and D.Guay
22. Les polythienopyrrolediones, matériaux prometteurs pour les batteries lithium-ion
Amélie Robitaille, Daniel Bélanger et Mario Leclerc
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23. Plasmonic nanorings obtained by the self-assembly of metallic nanoparticles and block
copolymers
Lemineur Jean-François, Anna Ritcey
24. Carbone mésoporeux fonctionnalisé pour l’extraction des terres-rares
Louis Lefrancois Perreault, Freddy Kleitz
25. Revêtements Intelligents à base de Silice Nanoporeuse Fonctionnalisée pour le
Relargage Stimulé d’Agents Antimicrobiens
Eya Mejri, Fredy Kleitz , Jesse Greener
26. High Mobility DPP-Based Polymers Obtained by Direct Heteroarylation Polymerization
Jean-Rémi Pouliot, Bin Sun, Mikaël Leduc, Ahmed Najari, Yuning Li, Mario Leclerc
27. Développement d’un nouveau revêtement polymère issu de la biomasse et provenant
en partie d’extractibles du bois
Nicolas Auclair, Bernard Riedl, Véronic Landry
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Résumés des posters
Mesoporous Silica Nanoparticles for Binuclear MRI studies (1H and 19F) and
Cell Tracking Applications
Meryem Bouchoucha1,2, Marc-André Fortin2 and Freddy Kleitz1
1
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la
Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6
2
Laboratoire de Biomatériaux pour l'Imagerie Médicale (BIM), Centre hospitalier universitaire de Québec (CRCHUQ), Axe Médecine Régénératrice, Québec, G1L 3L5, Canada.
Mesoporous silica nanoparticles (MSNs) have emerged as promising materials for drug
delivery systems and cell tracking applications. In order to be tracked efficiently, the cells
must be loaded with a significant amount of imaging probes allowing their detection in vivo.
Among imaging modalities, magnetic resonance imaging (MRI) is a non-invasive, whole-body
diagnostic tool that is widely used in pre-clinical and clinical procedures. 1H MRI allows high
anatomical resolution, without the use of ionizing radiation. The imaging probes developed
for 1H MRI, are mostly based on the elements Fe, Gd and Mn and are not directly detected
by the scanner. Indeed, they modulate the signal from the neighboring 1H protons;
unfortunately, the contrast effects generated by such probes, are either too weak
(paramagnetic probes), or too strong (image artifacts induced by iron oxide). On the other
hand, imaging probes based on 19F offer a promising alternative in cell tracking applications.
Because fluorine is not present at high concentrations in biological tissues, 19F-based probes
can be directly detected in tissues, without endogenous background, to enable quantitative
detection of labeled cells. Compared with PET/MRI approaches, 19F/1H MRI procedures do
not rely on ionizing radiation. In the present study, size-controllable MSNs (30 - 150 nm)
were synthesized (high porosity, narrow particle size, colloidal stability), and their surface
was functionalized with fluoro-silane molecules. For comparative purposes, the same MSNs
were labeled with Gd-chelate (Gd-DTPA), as 1H MRI contrast agent for T1-w. The colloidal
stability, biocompatibility (with macrophages) and 19F and 1H relaxation properties of the
nanoparticle suspensions were evaluated. Thus-functionalised nanoparticles are colloidally
stable, non-cytotoxic, have strong in vitro relaxometric properties and remarkable positive
contrast enhancement and could be considered as promising nanomaterials for MRI cell
tracking applications.
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Résumés des posters
Étude par RMN à l’état solide et FTIR d’une neuroprotéine sensible au
calcium, la recoverine
Kim Potvin-Fournier a,b, Audrey Picard-Lafond a, Catherine Marcotte a, Mélanie Schneider a,
Geneviève Valois-Paillard a,b, Thierry Lefèvre a, Philippe Calvez b, Line Cantin b, Christian
Salesse b, Michèle Auger a
a
Département de Chimie, PROTEO, CERMA, CQMF, Université Laval, 1045 Avenue de la Médecine, Québec
(Québec) Canada G1V 0A6
b
Département d'ophtalmologie, Faculté de médecine, PROTEO, Université Laval; et CUO-Recherche, Centre de
recherche du CHU de Québec, Hôpital du Saint-Sacrement, CHU
La recoverine est une protéine périphérique des bâtonnets rétiniens permettant la
phototransduction et elle est membre de la famille des neuroprotéines sensibles au calcium
(NCS). Les NCS possèdent un groupement myristoyle et elles sont connues pour changer de
conformation globale selon la concentration en calcium, soit pour séquestrer ou extruder le
groupement myristoyle. Ce phénomène est appelé Calcium Myristoyl Switch. D’autre part,
les membranes cellulaires des bâtonnets rétiniens bovins possèdent beaucoup plus de
lipides insaturés que les autres membranes, soit plus que 60%. Ce paramètre pourrait
influencer la liaison membranaire de la recoverine, ainsi que la présence ou non d'un
groupement myristoyle sur la protéine. Ainsi, dans un premier temps, la stabilité thermique
de la recoverine selon la myristoylation et la concentration en calcium sera étudiée. Puis, la
liaison réversible entre la recoverine et les phospholipides des membranes sera testée pour
déterminer si la recoverine s’immobilise ou non dans la membrane. Des études en
spectroscopie infrarouge (stabilité thermique) et en résonance magnétique nucléaire des
solides en deutérium (immobilisation) furent effectuées. Les phospholipides utilisés furent
de différentes longueurs de chaînes acyle et de différentes têtes polaires. La recoverine
s’agrège au maximum en absence de calcium et dans sa forme non myristoylée. La présence
du groupement myristoyle ainsi que d’une faible concentration en calcium aide à conserver
la structure native en hélicemyristoyle est sensible à la phase des lipides, bien qu’il est présent avec les lipides testés en
présence de calcium. La nature des têtes polaires des lipides influence l’immobilisation de la
protéine. La recoverine est plus stable thermiquement en présence de son groupement
myristoyle et avec du calcium. L’état physique et la nature des têtes polaires des lipides
jouent un rôle sur l’immobilisation du groupement myristoyle de la recoverine dans les
membranes modèles.
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Résumés des posters
Synthèse de nanorubans de graphdiyne
a
Maude Desrochesa, Geneviève Riouxa et Jean-François Morina
Département de Chimie, CERMA, CQMF, Université Laval, 1045 avenue de la Médecine, Québec (Québec),
Canada G1V 0A6
Courriel: [email protected]
L’industrie est sur le point d’atteindre les limites de l’exploitation et de la performance des semiconducteurs de silicium. De ce fait, la recherche sur les nanomatériaux de carbone ayant des
propriétés semi-conductrices est en plein essor. Parmi ceux-ci, les allotropes du carbone présentent
des propriétés semi-conductrices et conductrices qui sont les plus prometteuses en termes
d’applications: certains composés sont plus performants que leurs analogues en silicium ou même en
cuivre.1 Par exemple, ils pourraient être utilisés dans les dispositifs luminescents (OLED), les piles
solaires, les écrans tactiles et beaucoup plus encore.2 Cependant, un des défis majeurs est le contrôle
de leurs propriétés afin de les utiliser pour des applications spécifiques. L’approche ascendante est
un outil pour contourner ce problème. En effet, la synthèse organique permet d’obtenir un matériau
pur et uniforme en plus de contrôler les propriétés électroniques et chimiques par l’ajout de
fonctionnalités.3
L’objectif du projet est de synthétiser un nanoruban de carbone bidimensionnel pour étudier ses
propriétés. Ce motif n’a jamais été considérer auparavant et pourrait avoir des propriétés semiconductrices intéressantes. Ce nanoruban s’obtient par une polymérisation sélective d’un monomère
par couplage de Glaser. Le monomère est obtenu grâce à des couplages de Sonogashira et des
déprotections sélectives des groupements silanes.
1
K. S. Novoselov, K.S.; Geim, A.K.;Morozov, S.V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I.V.;
Firsov, A.A. Science, 2004, 306, 666-669.
2
Haley, M. M. et Tykwinski, Rik R. Carbon-Rich Compounds: From Molecules to Material. Germany: WileyVCH, 2006, preface, page XVII.
3
Rondeau-Gagné, S.; Morin, J.-F. Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 85-98.
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Résumés des posters
Synthesis and Optical Properties of Near-Infrared AgInSe2 Nanocrystals
Marc-Antoine Langevina, b, Anna M. Ritceya, b, Thomas Ponsc, Sandrine Ithurriac, Claudine Nì.
Allen
a
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de laMédecine, Québec (Québec) Canada
G1V 0A6
b
Département de Physique, de Génie Physique et d’Optique, COPL, 2375 Rue de la Terrasse, Québec (Québec)
Canada G1V 0A6
c
Laboratoire de Physique et Étude des Matériaux, CNRS, ESPCI, UPMC, 10 Rue Vauquelin, Paris, France 75005
La plage optique du proche-infrarouge peut être exploitée dans différents domaines tels que
l’imagerie biomédicale, les cellules solaires et les télécommunications. Certains nanocristaux
semiconducteurs inorganiques sont capables d’absorber et d’émettre dans ce domaine de
longueurs d’ondes. Ces matériaux gagnent en popularité en raison de leur robustesse et de
leur bonne photostabilité comparativement aux fluorophores organiques. Toutefois, la
plupart d’entre eux sont à base de métaux toxiques tels que le cadmium, le plomb et le
mercure, mais plus récemment, des nanocristaux à base de composés beaucoup moins
toxiques comme l’argent, le cuivre et/ou l’indium ont été développés. Les nanocristaux de
composés I(Cu,Ag)-III(In,Ga)-VI(S,Se,Te)2 ont montré des propriétés optiques modulables
ainsi que de bons rendements quantiques de fluorescence.
Avant nous, une seule synthèse de nanocristaux d’Ag-In-Se fluorescents a été rapportée,
mais ces derniers contenaient des impuretés et n’émettaient que dans le visible en raison de
leur petite taille. Ici, nous présentons la synthèse des nanocristaux d’AgInSe2 via thermolyse
du complexe Ag-In-thiolate, suivi d’un échange anionique avec le sélénium. Ces nanocristaux
sont stables à l’air et émettent dans le proche-infrarouge, entre 800 et 1300 nm, avec un
rendement quantique de fluorescence allant jusqu’à 21%. L’évolution du ratio Ag:In:Se
déterminé par analyse dispersive en énergie suggèrent que l’indium s’incorpore
progressivement dans des nanocristaux d’Ag2Se, jusqu’à l’obtention d’AgInSe2. Afin
d’augmenter leur rendement quantique de fluorescence, nous avons recouvert les
nanocristaux d’une coquille de ZnS. Deux techniques ont été utilisées : l’injection de
précurseurs au goutte à goutte à haute température et l’ajout de monocouches atomiques
en milieu apolaire sans changement de phase. En utilisant la première technique, nous
observons un décalage de la fluorescence vers le bleu en raison de l’incorporation de zinc
dans les cristaux et une importante augmentation du rendement quantique. En utilisant la
seconde technique, le spectre d’émission change peu, mais il a été possible d’observer
l’ajout d’une coquille de ZnS par analyse dispersive en énergie. Ces nanocristaux ont ensuite
pu être encapsulés dans un copolymère afin de les disperser en milieu aqueux tout en
conservant une bonne intensité de fluorescence.
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Résumés des posters
Plasma à la pression atmosphérique : une solution viable pour le traitement
de surface et le dépôt de couches nano composites
Julien Vallade, Ivàn Rodriguez Duràn, Morgane Laurent, Stéphane Turgeon, Gaétan Laroche
Laboratoire d’Ingénierie de Surface, CERMA, Département de génie des mines, de la métallurgie et des
matériaux, Université Laval, 1065 Avenue de la
Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6
Depuis plus de 20 ans, les plasmas froids à pression atmosphérique pour le dépôt
chimique en phase vapeur assisté par plasma (AP-PECVD) sont considérés comme des
alternatives de choix pour remplacer certains procédés plasma à basse pression. Les attraits
et avantages de tels procédés à pression atmosphérique sont principalement dus au fait de
pouvoir travailler en continu et que les procédés sont plus simples à mettre en place,
réduisant les coûts de l’équipement en éliminant les lourds systèmes de pompages
intrinsèques aux procédés basse pression.
Parmi toutes les technologies disponibles pour réaliser le traitement de surface ainsi
que le dépôt de couches minces, le Laboratoire d’Ingénierie de Surface (LIS) a fait le choix de
travailler avec des plasmas en contact direct avec le substrat à traiter. Plus précisément, les
procédés utilisés sont des Décharges contrôlées par Barrières Diélectriques (DBD) basse
fréquence (quelques kHz). L’utilisation de DBD, qui empêche le développement d’arcs,
permet d’effectuer des dépôts aussi bien en mode de plasma homogène, pour le dépôt
d’une couche de qualité, ou en mode de plasma filamentaire, pour le traitement rapide de
surfaces.
Le LIS, qui a déjà une forte expertise dans le traitement de surface pour
l’amélioration de la biocompatibilité des matériaux, propose maintenant de développer des
procédés de dépôt de couches nano composites pour diverses applications telles que des
couches antibuée et auto nettoyante ou encore des systèmes à libération contrôlée de
médicament. Dans tous les cas, la réalisation de telles couches constitue un défi de taille
puisqu’elle nécessite de connaître le schéma réactionnel des précurseurs dans la phase
plasma, de comprendre l’interaction plasma-surface et de maîtriser le procédé pour obtenir
une matrice de dépôt avec les propriétés souhaitées. De plus, les plasmas à la pression
atmosphérique permettent l’injection de nano particules au sein de la décharge, ouvrant
ainsi la porte à une multitude de nouveaux procédés pour la réalisation de couches
composites.
Afin d’aider à la compréhension des procédés ainsi qu’à la maîtrise de ceux-ci, le LIS
développe des modèles de prédiction basés sur un algorithme de régression des moindres
carrés partiels (PLSR) entre une matrice d’entrée, contenant des données caractéristiques de
la décharge plasma, et une matrice de sortie, construite à partir de données décrivant les
propriétés physicochimiques de la surface. Cette stratégie, qui permet de contrôler en temps
réel les paramètres du plasma régissant les propriétés des surfaces modifiées, constitue un
pas important pour le transfert des technologies développées vers l’industrie.
– 19 –
Résumés des posters
Étude de systèmes catalytiques alternatifs pour l’arylation directe d’unités
aromatiques
a
Mikaël Leduca, Mario Leclerca
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la Médecine, Québec (Québec) Canada
G1V 0A6
L’utilisation des polymères conjugués comme matériaux pour l’électronique
organique pose encore de nombreux défis en recherche. En plus des questions liées à la
conception des comonomères et à l’optimisation des dispositifs, la polymérisation reste un
enjeu majeur comme en témoignent les avancés récentes.
Les méthodes traditionnelles (telles que les couplages de Stille et de Suzuki)
requièrent l’utilisation de stannanes ou d’ester boronique en présence d’un catalyseur de
palladium, afin d’effectuer le couplage sur un lien C-Br. Malheureusement, la toxicité des
sous-produits formés et les coûts de production les rendent peu attrayantes pour les
industries.
Une troisième méthode, appelée la poly(Hétéro)arylation-directe (ou DHAP)(1),
développée par le laboratoire du professeur Mario Leclerc, permet d’effectuer les couplages
directement entre des liens C-X et C-H aromatiques. Cette réaction, bien que plus
économique en terme d’atome et de coût, nécessite toujours l’utilisation du palladium, qui
est un métal rare, cher et toxique.
Notre projet consiste en l’étude de systèmes catalytiques alternatifs sans palladium.
Pour ce faire, différents catalyseurs (à base de fer, de nickel, de cuivre ou sans métaux)
répertoriés dans la littérature ont été reproduit au laboratoire et seront abordés durant la
présentation. Afin de faciliter l’étude, les tests ont été réalisés sur un système modèle
simulant les conditions réelles de polymérisation tout en permettant la simplification de la
caractérisation des produits obtenus.
C8H17
C8H17
O
N
O
S
O
N
Br
[Pd]
O
+
S
S
S
S
Fe, Ni, Cu, Co
Sans métaux
(1)
Berrouard, P.; Najari, A.; Pron, A.; Gendron, D.; Morin, P.-O.; Pouliot, J.-R.; Veilleux, J.;
Leclerc, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2011. 51, 2068
– 20 –
Résumés des posters
Dispositif microfluidique pour l’étude des biofilms dans les premières étapes
de croissances par spectroscopie infrarouge en réflexion totale atténuée
a
François Paquet-Merciera, Jesse Greenera
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la
Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6
Les biofilms sont généralement considérés comme nuisibles puisqu’ils sont, entre
autres, la source de plusieurs infections et de rejet d’implants. Les travaux de notre groupe
visent à mieux comprendre la structure des biofilms et de les utiliser de manière bénéfique
pour des applications telles que les piles à combustible microbiennes et la bioremédiation
des eaux usées. La croissance des biofilms se fait en plusieurs étapes. Il y a d’abord adhésion
réversible des bactéries sur la surface, sécrétion de composés menant l’adhésion
irréversible, maturation et dispersion du biofilm. Le but du projet présenté est d’étudier les
deux premières étapes de la formation du biofilm et plus particulièrement d’observer
l’évolution des composés reliés à l’adhésion et à la matrice extracellulaire.
Pour ce faire, nous avons d’abord conçu un dispositif microfluidique intégrant un
cristal de diamant, ce qui permet d’enregistrer des spectres infrarouges en réflexion totale
atténuée (IR-ATR) pendant la croissance du biofilm. Ce dispositif est conçu de manière à
pouvoir faire l’observation visuelle et de suivre la croissance du biofilms à partir de
traitement d’image. Cela a permis d’observer la croissance de différentes bandes reliées aux
protéines, polysaccharides et aux composés possédant un groupement phosphate. Puisque
la spectroscopie IR-ATR est sensible seulement sur une distance d’environ un micromètre à
partir de la surface du cristal, cette technique est idéale pour bien observer les changements
reliés à l’adhésion irréversible des biofilms sur une surface.
Puisque le groupe Greener s’intéresse aux piles à combustible microbienne, nous
développons un dispositif permettant à la fois d’enregistrer les spectres IR-ATR et de
mesurer le courant produit par le biofilm. L’objectif de ce projet est d’établir une corrélation
entre le courant produit par la biopile à combustible et la composition du biofilm
déterminée par spectroscopie IR-ATR. Pour ce faire, le dispositif microfluidique est placé sur
un cristal ATR et est relié à un potentiostat ce qui permet de faire les mesures IR-ATR et
électrochimiques en même temps.
– 21 –
Résumés des posters
Les nanoparticules de palladium-or (Pd@Au) pour la brachythérapie du
cancer de la prostate et du sein
1
Diane Djoumessi Lekeufack1, 2, Myriam Laprise-Pelletier1, 2, Pascale Chevallier2, Jean
Lagueux2, Marie-France Côté2, et Marc-André Fortin1, 2
Département de génie des mines de la métallurgie et des matériaux - Université Laval, Laboratoire de
Biomatériaux pour l'Imagerie Médicale (BIM)
2
Centre de recherche du Centre hospitalier universitaire de Québec (CR-CHUQ)
La radiothérapie interne ou curiethérapie est l'un des modes de traitement les plus
utilisés pour les cancers localisés tels que le cancer de la prostate et du sein. La procédure
consiste à insérer à l'intérieur de la prostate des implants de dimensions millimétriques
contenant des radio-isotopes, notamment le palladium 103 ou l'iode 125. Cependant,
l'insertion de ces implants massifs crée des zones d'irradiation non uniforme. L'efficacité de
la curiethérapie peut ainsi être sérieusement affectée. Aussi, la taille des implants utilisés
génère de la douleur et de l'inconfort chez les patients.
L'or a comme propriété d'interagir avec les rayons X des traitements de curiethérapie
(103Pd et 125I). Cette interaction génère des rayonnements divers (photoélectrons, électrons
Auger, rayons X, radicaux, électrons d'énergie plus ou moins basse) qui augmentent
significativement le traitement de curiethérapie. Cet effet est appelé «radiosensibilisation».
Ainsi, les nanoparticules d'or ont été proposées comme agents thérapeutiques permettant
d'augmenter l'efficacité de la radiothérapie interne.
Afin d'améliorer l'efficacité de la curiethérapie, l'objectif de ce projet est de
remplacer l'insertion de grains de dimensions millimétriques utilisés en curiethérapie, par
des injections de liquide à forte teneur en nanoparticules radioactives à base de palladium et
d'or, contenant le radio-isotope 103Pd. Une nouvelle méthode de synthèse rapide a été
développée, permettant de produire des nanoparticules Pd@Au en peu de temps (tout en
limitant le nombre de manipulations), suivie de leur purification par méthode de
chromatographie. La présence de molécules de PEG à la surface de ces nanoparticules leur
procure une grande stabilité colloïdale en milieu physiologique. Les nanoparticules ainsi
obtenues sont ensuite caractérisées par UV-Vis, DLS, XPS, TEM et FTIR. De plus ces
nanoparticules peuvent être utilisées comme agents de contraste en tomodensitométrie
(CT/TDM).
– 22 –
Résumés des posters
Fluorinated NMR Probes for the Study of Membrane Topology:
Monofluorinated Dimyristoylphosphatidylcholine and
Dimyristoylphosphatidylglycerol Lipids
Marie-Claude Gagnon, Jonathan Guimond-Tremblay, Sébastien Dautrey, Bianka Turgeon,
Michèle Augera et Jean-François Paquinb
a
Département de Chimie, PROTEO, CERMA, CQMF, Université Laval, 1045 Avenue de la
b
Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6, Département de Chimie, PROTEO, CCVC, Université Laval, 1045
Avenue de la Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6
Comprendre les interactions entre les membranes cellulaires et diverses molécules comme
des médicaments, des peptides ou des protéines est essentiel pour déterminer leur
mécanisme d’action. Dans ce contexte, la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire
(RMN) à l’état solide est une méthode de choix pour étudier ces effets. L’incorporation de
fluor (19F) dans les membranes offre plusieurs avantages pour les études en spectroscopie
RMN, dont sa grande sensibilité et son abondance naturelle de 100 %.
La synthèse d’une variété d’analogues monofluorés de la dimyristoylphosphatidylcholine (FDMPC), avec le fluor localisé sur la chaîne acyle en position 2 du glycérol (sn-2) et les travaux
en
cours
concernant
la
synthèse
d’analogues
monofluorés
du
dimyristoylphosphatidylglycérol (F-DMPG) sont rapportés. Des études biophysiques en
spectroscopie infrarouge et en spectroscopie RMN à l’état solide sont aussi présentées.
Celles-ci suggèrent que la présence d’un atome de fluor ne modifie pas significativement
l’ordre conformationnel des lipides et que ces analogues monofluorés de la DMPC
pourraient être utilisés comme sonde de topologie membranaire.
1. Guimond-Tremblay, J.; Gagnon, M.-C.; Pineault-Maltais, J.-A.; Turcotte, V.; Auger, M.; Paquin, J.-F.
Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 1145-1148.
2. Gagnon, M.-C.; Turgeon, B.; Savoie, J.-D.; Parent, J.-F.; Auger, M.; Paquin, J.-F Org. Biomol. Chem.
2014, 12, 5126-5135.
– 23 –
Résumés des posters
Fabrication and calibration of a microfluidic device for in situ electrochemical
measurements of templated biofilm patterns
a
Mirpouyan Zarabadi a, Jesse Greenera
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la Médecine, Québec (Québec)
Canada G1V 0A6
Microfluidics is a branch of microelectromechanical systems (MEMS), which holds great promise for
both discovery and industrial applications. We fabricated a microfluidic device for in situ cyclic
voltammetry (CV) measurement of templated biofilm patterns against an embedded working
electrode. The working electrode and the quasi-reference electrodes were fabricated by electroless
deposition of gold on a planar polystyrene substrate, which were located at the bottom of the PDMS
channel. An indium tin oxide (ITO) counter electrode on glass was fabricated by acid etching through
a mask. The microfluidic device design included a long measurement channel with two inlets to
introduce a confinement flow phase (with flow rate QC ) and a template flow phase (with flow rate
QT). The template flow phase was confined to the center portion of the working electrode in the
measurement channel by the confinement stream. In this study, we confirmed reproducibility of the
CV curves in the micro channel. Cyclic voltammetry of 8 mM potassium ferricyanide in 0.5 M KNO 3
in different flow rates between 0.5 and 2 mL.h-1 showed a linear relationship between current and
flow rate. Then we subjected the system to flow streams of two different solutions, a template
stream and a confinement stream solution and obtained CV measurements at different flow rate
ratios, while keeping the total flow velocity the same. Fig. 1 shows CV experiments and the plot of IP
vs QT /(QC +QT).
These studies show good, predictable performance in microfluidic device and open the way for
characterization of biofilm formation at the electrode. We will take some electrochemical
measurement techniques such as chronoamperometry (CA) and differential pulse voltammetry (DPV)
beside of cyclic voltammetry to characterize the biofilm growth in microfluidic channel.
– 24 –
Résumés des posters
Using infrared and Raman microspectroscopies to compare ex vivo involved
psoriatic human skin and normal human skin
Marie Leroya,b,c, Thierry Lefèvreb, Roxane Pouliotc, Michèle Augerb, Gaétan Larochea
a
Laboratoire d’Ingénierie de Surface, CERMA, Département de génie des mines, de la métallurgie et des
matériaux, Université Laval, 1065 Avenue de la Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6
b
Groupe de Recherche en biophysique et RMN des solides, CERMA, Département de Chimie, Université Laval,
c
Centre LOEX de l'Université Laval, Génie Tissulaire et Régénération, CERMA, Faculté de pharmacie, Université
Laval
Introduction Le psoriasis est une maladie de la peau qui touche environ 3 % de la population
mondiale. L’étiologie de cette pathologie auto-immune n’est pas complètement élucidée.[1]
La peau joue le rôle de fonction barrière entre l’organisme et l’environnement, grâce à la
couche cornée (CC), la couche la plus externe de la peau.[2] La couche cornée est composée
de cellules engluées dans une matrice lipidique. Dans le cas du psoriasis, la fonction barrière
de la peau est altérée. Afin de développer de nouvelles stratégies pour réduire les
symptômes du psoriasis, une caractérisation complète de l’organisation de la peau
psoriasique au niveau moléculaire est requise. Les spectroscopies vibrationnelles (infrarouge
et Raman) permettent d’obtenir des informations à l’échelle moléculaire sur des tissus
biologiques.[3] L’objectif de l’étude est de caractériser l’organisation moléculaire de la peau
psoriasique (PPH) et de la comparer à celle de la peau normale humaine (PNH), afin
d’expliquer les différences de fonction barrière.
Matériels et Méthodes D’une part, en infrarouge, le mode d’élongation symétrique des
groupes CH2 des lipides (2850 cm-1) a été utilisé pour caractériser l’ordre conformationnel
des chaînes acyle. D’autre part, la spectroscopie Raman a permis d’obtenir des informations
sur le squelette carboné des chaînes acyle des lipides et sur les groupements latéraux des
protéines.[3]
Résultats Les analyses IR et Raman ont montré une décroissance de l’organisation de la
matrice de lipides de la CC de la PPH, malgré une distribution des lipides et du collagène
similaires pour la PNH et la PPH.
Conclusions Le manque d’organisation de la matrice de lipides pourrait expliquer le fait que
la fonction barrière soit altérée dans le cas de la PPH par rapport à la PNH.
Références
[1] Schon MP, Boehncke WH. Psoriasis. N Engl J Med 2005;352:1899-912.
[2] Proksch E, Brandner JM, Jensen JM. The skin: an indispensable barrier. Exp Dermatol
2008;17:1063-72.
[3] Flach CR, Moore DJ. Infrared and Raman imaging spectroscopy of ex vivo skin. Int J Cosmetic Sci
2013;35:125-35.
– 25 –
Résumés des posters
Revêtement Mésoporeux Paramagnétiques pour Procédures d’IRM
Fanny Silencieux (a,b), Jean Lagueux (c), Freddy Kleitz (b), Marc-André Fortin (a,c)
a
Laboratoire de Biomatériaux pour l'Imagerie Médicale (BIM) - Centre hospitalier universitaire de Québec,
Québec, Canada
b
Laboratoire des Matériaux Fonctionnels Nanoporeux – Département de chimie – Université Laval, Québec,
Canada
c
Centre Hospitalier Universitaire de Québec, Médecine régénérative, Québec, Canada, G1L3L5
Les aiguilles de biopsies sont abondamment utilisées en médecine afin de confirmer l’état
d’une tumeur ou d’un nodule cancéreux. Bien que les modalités d’imagerie utilisées pour les biopsies
soient principalement les ultrasons et la tomodensitométrie, l’imagerie par résonance magnétique
(IRM) est de plus en plus utilisée. En particulier, l’IRM permet de détecter plus précisément certains
types de cancers tels celui de la prostate et du sein. Dans ce contexte, la conception d'aiguilles de
biopsie compatibles et visibles en IRM représente un enjeu technologique.
Ce projet de recherche vise à développer de nouveaux revêtements pour des aiguilles de
titane, de verre, ainsi que des objets de polymère. Ces objets, contenant des particules de silice
mésoporeuse de fort volume poreux (près de 70%), contiennent des groupements paramagnétiques
en contact direct avec l’eau, afin de générer un rehaussement de signal en IRM. Des nanoparticules
de silice de type MCM-48 sont utilisées pour leur porosité interconnectée, permettant un accès aux
pores quelle que soit l’orientation des particules. Des aiguilles de titane sont préalablement traitées
au moyen d’une molécule de greffage : le 4-hydroxybutyl acrylate phosphate. Le groupement
phosphate réagit avec le titane, tandis que le groupement acrylate permet la réticulation d’un
polymère en surface, à étape ultérieure. Des tests de variation de concentrations et de durée de
greffage ont été réalisés et des analyses XPS ont permis de confirmer le greffage de la molécule à la
surface des aiguilles en titane. Ensuite, les particules de silice mésoporeuses paramagnétiques MCM48 sont mélangées dans un hydrogel à base de Poly(Ethylène Glycol) (PEG) (biocompatible et
résistant à la dégradation en milieu aqueux). Par trempage-retrait, des couches de polymère
paramagnétique sont ainsi déposées sur les surfaces métalliques traitées à l’acrylate-phosphate, suivi
d’un traitement sous UV (pour effectuer la réticulation du polymère acrylate). Des analyses IRM
effectuées avec ces hydrogels ont été réalisées afin de confirmer la performance des dépôts pour
l’augmentation du signal en IRM, ainsi que la rétention des particules dans l’hydrogel. Des études
sont en cours pour rendre plus efficace et rapide le dépôt des couches d’hydrogel sur des aiguilles de
biopsie de différentes tailles. Des études d’IRM à différents champs magnétiques sont prévues (1.5 T,
3 T, 9 T).
– 26 –
Résumés des posters
Développement de nouveaux polymères dérivés du 5-alkyl-3,8dibromophenanthridinone pour application en cellules photovoltaïques
organiques
Maxime Guérette, Jean-Rémi Pouliot, Stéphane Dufresne, Ahmed Najari, Mario Leclerc
Laboratoire des polymères électroactifs et photoactifs, Département de Chimie, Université Laval
Québec (Québec) Canada G1V 0A6
La conversion de l'énergie solaire, une source d'énergie renouvelable, en énergie électrique
permettrait de diminuer l'impact sur l'environnement de notre consommation énergétique.
Les dispositifs photovoltaïques à base de silicium sont et les polymères semi-conducteurs
sont considérés comme l'une des voies les plus prometteuses afin de diminuer le coût de
production de l'énergie solaire. Cette technologie permet la mise en œuvre par l'impression
au jet d'encre ce qui permet de produire à grande échelle et à de faibles coûts des
dispositifs. Dernièrement, de grandes avancés ont été effectuées afin d'élever les
pourcentage de conversion énergétique jusqu'à 9,6%1, ce qui permet à ces dispositifs d'être
compétitifs par rapport aux dispositifs à base de silicium inorganique.
L'unité 5-alkyl-3,8-dibromophenanthridinone (PTD) a nouvellement
été développée et semble prometteuse dans le domaine de
l'électronique organique. Elle possède une structure analogue à
celle du carbazole, qui présente de très bonnes performances en
cellules photovoltaïques organiques.2 Des tests préliminaires ont
démontrés que l'unité PTD, copolymérisée avec le diketopyrrolopyrrole (DPP), permettrait
d'atteindre de bonnes performances en piles solaires. En effet, un pourcentage de 2,8% de
conversion énergétique a pu être obtenu sans optimisation des dispositifs. Afin d'explorer le
potentiel du PTD, une série de copolymères sera élaboré et les candidats présentant les
caractéristiques opto-électroniques désirées seront testés dans des dispositifs
photovoltaïques.
Afin d'obtenir ces polymères, la poly(hétéro)arylation directe (DHAP), une technique
développée dans notre laboratoire, a été employée. Ce couplage entre un composé
aromatique halogéné et un composé ayant un lien carbone-hydrogène aromatique est une
alternative verte et moins coûteuse aux couplages croisés couramment utilisés tels que le
couplage de Stille ou de Suzuki. De plus, la DHAP permet d'éliminer des étapes synthétiques
en plus d'éliminer l'utilisation de composés organométalliques toxiques, tels que les
organostannanes.
1. Li, C.Z.; Chang, C.Y.; Zang, Y.; Ju, H.X., Chueh, C.C.; Liang, P.W.; Cho, N.; Ginger, D.S.; Jen, A.K.Y. Adv. Mater.
2014, 26, 6262.
2. Zhang, Y.; Zhou, H.; Seifter, J.; Ying, L.; Mikhailovsky, A.; Heeger, A.J.; Bazan, G.C.; Nguyen, T.-Q. Adv. Mater.
2013, 25, 7038.
– 27 –
Résumés des posters
Nucléation et stabilisation de nanoparticules de métaux nobles par
électrochimie plasma
a
Mathieu Boucharda,b,c, Stéphane Turgeona, Marc-André Fortina,b,c
Centre Hospitalier Universitaire de Québec, Axe médecine régénératrice, Québec, Canada
b
Département de Génie des Mines, des Matériaux et de la Métallurgie, Université Laval
c
Centre de Recherche sur les Matériaux Avancés (CERMA), Université Laval
Les nanomatériaux à base de métaux nobles possèdent des propriétés physico-chimiques
qui en font des outils technologiques prometteurs. Par exemple, les nanoparticules de
platine sont utilisées comme catalyseurs dans de nombreuses réactions électrochimiques.
Les nanoparticules d’or et de palladium sont quant à elles de plus en plus envisagées pour
servir de sources radioactives (198Au, demi-vie 2,7 jours et 103Pd, demi-vie 17 jours) dans le
cadre de traitements de curiethérapie. Toutefois, leurs applications sont limitées par leur
processus de synthèse, qui s’échelonne généralement sur plusieurs heures, requiert
l’utilisation d’un solvant réducteur organique à haute température ou nécessite la
préparation de précurseurs moléculaires complexes. Dans le cadre de ce projet, un nouveau
prototype de réacteur plasma à pression atmosphérique a été développé pour permettre la
synthèse de nanoparticules de métaux nobles directement en milieu aqueux et à
température pièce en seulement quelques minutes. La grande quantité d’électrons de haute
énergie libérés dans le plasma a permis de réduire la totalité des ions métalliques en
solution et d’engendrer la nucléation des nanoparticules. L’ajout de dextran ou de
polyvinylpyrrolidone (PVP), deux polymères biocompatibles, a permis de stabiliser les
particules en suspension et de contrôler leur diamètre. Celui-ci, par l’ajustement de la
concentration de stabilisants en solution, a pu être varié entre 5 et 120 nm.
– 28 –
Résumés des posters
Synthèse photochimique d’hydrocarbures aromatiques polycycliques
Maxime Daiglea, Audrey Picard-Lafonda, Jean-François Morina
a
Département de chimie, Pavillon Alexandre-Vachon, Université Laval, 1045 avenue de la
Médecine, Québec, QC, G1V 0A6, Canada
Les nanorubans de graphène (NRGs) représentent des matériaux semi-conducteurs
d’intérêt pour le développement de dispositifs électroniques hautement efficaces. L’une des
voies de synthèse ascendantes actuelles emploie la réaction de Scholl, soit une
cyclodéshydrogénation oxydative de polyphénylènes. Néanmoins, ce genre de réaction
limite le contrôle des propriétés physiques (longueur et largeur, symétrie) et électroniques
(type n ou p) du matériau par des conditions réactionnelles non-sélectives et difficiles.
Ainsi, de nouvelles méthodes de synthèse doivent être envisagées et leur développement
nécessite d’abord l’étude de réarrangement de petites molécules facilement caractérisables
telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs).1 Par exemple, une voie de
synthèse d’HAPs envisageable est d’exploiter la photoréactivité de segments
diphénylacétylènes,2 qui comportent des groupements fonctionnels actifs pour une
photocycloaromatisation.
Par ailleurs, les conditions réactionnelles optimisées pour cette dernière approche s’avèrent
excellentes pour la photocycloaromatisation sélective de certains composés aromatiques.
Ainsi, la présentation exposera les recherches menées jusqu’à l’obtention de HAPs aux
propriétés physiques et électroniques modulables afin d’offrir un complément à la réaction
de Scholl généralement employée. Finalement, cette méthode sera utilisée pour la synthèse
de NRGs aux propriétés modulables.
1
Müllen, K. ACS Nano 2014, 8 , 6531.
2
Dou, C.; Saito, S.; Gao, L.; Matsumoto, N.; Karasawa, T.; Zhang, H.; Fukazawa, A.; Yamaguchi, S. Org. Lett.
2013, 15, 80
– 29 –
Résumés des posters
Synthèse de nanoparticules d’or pour l’optimisation de la médication contre
le glaucome
Mathieu Ouellettea, Élodie Boisseliera
a
Département d’ophtalmologie et ORL, CERMA, Université Laval, CUO-Recherche, Centre de recherche du CHU
de Québec, 1050 Chemin Ste Foy, Québec (Québec) Canada G1S 4L8
But : Le glaucome est une neuropathologie optique, induite par une augmentation de la
pression intraoculaire. La majorité des médicaments utilisés contre le glaucome ont une
solubilité, une stabilité et une perméabilité limitées d’où leur élimination rapide par les
sécrétions lacrymales et leur faible biodisponibilité. Le but de mon projet de recherche
consiste donc à développer un nouveau nanosystème de relargage de médicaments
oculaires par voie topique dont la mucoadhésion sera optimisée afin d’améliorer la
biodisponibilité et l’effet des médicaments.
Méthode : Le nanosystème sera composé d’une nanoparticule d’or fonctionnalisée en
périphérie avec des dendrons. L’utilisation de dendrons composés de groupements
polyéthylènes glycols (PEG) permettra de proposer un vecteur biocompatible capable de
solubiliser des médicaments hydrophobes. Les nanoparticules d’or seront
fonctionnalisées avec des PEG en utilisant la chimie « Click » qui est une cycloaddition 1,3dipolaire entre un azoture et un alcyne. Les dendrons et les nanoparticules d’or seront
caractérisés par spectroscopie UV-visible, résonance magnétique nucléaire, infrarouge et
microscopie électronique en transmission. L’observation du changement de la taille des
nanosystèmes ainsi que du potentiel zêta permettra d’obtenir des informations sur les
propriétés mucoadhésives des vecteurs. La cytotoxicité des vecteurs sera évaluée par
différentes techniques dont le test de viabilité au MTT avec des cellules épithéliales et de
stroma de la cornée seules et en présence des nanosystèmes. L’encapsulation des
médicaments sera analysée par une étude des mesures d’absorbance dans le visible et le
relargage des médicaments sera étudié selon un protocole de dialyse et d’analyse par
spectrométrie de masse.
Résultats : Des nanoparticules d’or sont actuellement en cours de synthèse par réduction de
l’acide chloraurique selon les méthodes de Brust et de Turkevich afin d’obtenir
différents diamètres nanoparticulaires. Des ligands et dendrons PEG contenants des
alcynes sont également synthétisés en parallèle afin de pouvoir réaliser la chimie « Click ».
Conclusion : Ces travaux de recherche répondent à une problématique actuelle qui est
d’améliorer la délivrance de médicaments topiques contre le glaucome. L’utilisation de
nanoparticules d’or multifonctionnalisées pour encapsuler ces médicaments devrait
permettre l’amélioration considérable de la mucoadhésion et donc de l’efficacité des
médicaments.
– 30 –
Résumés des posters
High throughput Microelectrode Array for Electrochemical Sensing and
Biofilm Monitoring
A. Kara1,2, A.Miled1,J.Greener2
1
LABioTRON Bioeng. Res. Lab., ECE Dept. Laval University, Québec City, QC, Canada
2
Dept. of Chemistry, Laval University, Québec city, QC, Canada
In this work we demonstrate a new, low-cost microfluidic design and its fabrication process
with high density of through plastic in-channel electrode arrays. High density, low-cost goldplated electrodes were fabricated in a through-hole by the following procedure:
1-Computer numeric controlled (CNC) mechanical drilling of polycarbonate sheet resulted in
high precision, high-density circular holes (Fig.1.a).
2- Holes filling with conductive silver epoxy (Fig.1.b).
3-Selective electroless deposition of silver and then a gold finishing surface (Fig.1.c) and
(Fig.1.d)
(a)
(b)
(c)
(d)
Fig. 1. (a) picture of the hole afetr drilling, (b) picture of the hole afetr silver epoxy filling, (c) SEM picture of the
hole after gold (Au) electroless plating, (d) higher resolution of the gold nanoparticles (10000x).
Characterization of the quality of the electrodes and the surrounding polycarbonate surfaces
was done by energy-dispersive X-ray (EDX) spectroscopy and SEM (Scaning electron
microscope). The connection of the electrodes from the backside (Fig.2.a) of the
polycarbonate was achieved by bonding indium tin oxide (ITO) glass substrate, which was
previously patterned by acid etching through a photoresist, in order to make individual
connections to each gold electrode of the array. The SEM picture in (Fig1.d) show uniform
nanoparticles of gold dispersed on the top surface of the electrode, the microelectrodes
tested using ferrocynide and they show Strong current (<14µA) using cyclic voltammetry
(Fig2.b) electrochemical analysis method. The device will be used on electrochemical
imaging control of biofilms growth in microfluidic channels.
(b)
(a)
Fig.2. (a) Cross section of the device after bonding, (b) cyclic voltamogramme of 2mM ferrocynide
with scan rate of 100mV/s
– 31 –
Résumés des posters
Dérivés d’anthanthrène et d’anthanthrone polycycliques comme
semiconducteur en électronique organique
a
Jean-Benoît Giguèrea, Niyazi Serdar Sariciftcib et Jean-François Morinaa
Département de Chimie, Université Laval, 1045 Ave de la Médecine, Québec (QC), Canada G1V 0A6
Linz Institute for Organic Solar Cells (LIOS), Johannes Kepler University Linz, Altenbergerstrasse 69, 4040 Linz,
Austria
b
Le Vat Orange 3, ou 4,10-bromoanthanthrone, est un pigment commercial à
structure polycyclique aromatique très versatile comme précurseur de molécules πconjugués d’intérêts en électronique organique. Des petites molécules avec le motif
anthanthrène fonctionnalisées par différents groupes ont été investiguées comme
semiconducteur de type p en transistors à effet de champ et en cellules solaires. Le recuit
par solvent induit la formation d’agrégats J et des mobilités allant jusqu’à 0.078 cm2V-1s-1
ont été obtenues. Lorsque mélangé avec un accepteur fullerène (PCBM) des efficacités de
conversion énergétique maximum de 2.4% ont étés obtenus avec de bons Voc et FF de 0.77
V et 59% respectivement. Des dérivés au motif anthanthrone ont aussi été investigués
comme semiconducteur de type n. L’approche synthétique, les tendances structurepropriétés et les résultats de dispositifs seront présentés.
– 32 –
Résumés des posters
Optimisation d’un échafaudage de nanofibres biodégradables pour
la néo-endothélialisation de substituts vasculaires
Gad Sabbatier1,2, Catherine Tremblay3, Jean Ruel3, Bernard Durand2, Florence Diéval2,
Gaétan Laroche1
1
Laboratoire d’Ingénierie de Surface, Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux,
CERMA, Université Laval & Centre de recherche du CHU de Québec, Québec, Canada
2
Laboratoire de Physique et Mécanique Textile, ENSISA, Université de Haute Alsace, France
3
Département de génie mécanique, Université Laval, Québec, Canada
L’absence de croissance en monocouche des cellules endothéliales sur la paroi des prothèses
vasculaires est une des causes d’échec de leur implantation chez l’humain. Des études
précédentes ont montré que le recouvrement de ces prothèses par un échafaudage de
nanofibres d’acide polylactique (PLA) peut être utilisé pour promouvoir la croissance des
cellules endothéliales de façon adéquate. D’une part, l’ajout de ces nanofibres conserve les
propriétés mécaniques initiales de la prothèse. D’autre part, le caractère biodégradable du
PLA permet son remplacement graduel par la matrice extracellulaire produite par les
cellules.
Dans ce contexte, cette recherche a pour but de caractériser les mécanismes de dégradation
du PLA et d’optimiser la production des nanofibres fabriquées à partir d’une solution
polymérique par filage par jet. La finalité de ce projet est de concevoir des échafaudages
reproductibles et homogènes tout en ayant un matériau avec un taux de dégradation et des
fonctionnalités de surface ajustés à nos besoins. Pour ce faire, une étude paramétrique du
filage a été effectuée pour optimiser la morphologie des échafaudages. Ces résultats ont mis
en évidence que la viscosité de la solution était un paramètre essentiel dans la formation des
nanofibres [1]. Une fois optimisés, les échafaudages ont été testés dans des milieux de
dégradation (air, sérum physiologique) et caractérisés par des méthodes physicochimiques
afin de mieux comprendre les mécanismes de dégradation des nanofibres de PLA [2].
Ces études ont permis de concevoir des échafaudages optimisés (fig.) et fonctionnalisés ainsi
que d’apporter des éléments de compréhension dans leur dégradation. Des molécules
bioactives (peptides, facteurs de croissance, anticoagulants…) seront ensuite greffées aux
nanofibres afin de créer des structures multifonctionnelles pour des applications en génie
tissulaire.
Références
[1]
G. Sabbatier, P. Abadie, F. Dieval, B. Durand, G. Laroche, Mater. Sci. Eng. C 35 (2014)
347.
[2]
G. Sabbatier, D. Le Nouën, P. Chevallier, B. Durand, G. Laroche, F. Dieval, Polym.
Degrad. Stab. 97 (2012) 1520.
– 33 –
Résumés des posters
Caractérisation de la dispersion de la nanocellulose cristalline dans les
revêtements par rétrodiffusion de la lumière
a
Vardanyan Vahea, b, Tigran Galstiana, Bernard Riedl b
Center for Optics, Photonics and Laser, Department of Physics, Engineering Physics and Optics, Université
Laval, Pav. d’Optique-Photonique, 2375 Rue de la Terrasse, Québec, Canada G1V 0A6
b
Département des sciences du bois et de la forêt, Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique,
Université Laval, 2425, rue de la Terrasse, Québec, QC, G1V 0A6 , Canada
Nous vivons à l’ère des nanotechnologies. Dans la littérature, il est souvent question des
composites nanocellulose (NCC) -thermoplastiques, mais il y a très peu travaux sur les
revêtements nanocomposites. Le problème majeur en nanotechnologie des composites est
la dispersion optimale des nanoparticules: sans cette dispersion, il est difficile d’obtenir de
bons résultats. Il nous faut donc une méthode efficace pour évaluer cette dispersion. Nous
présentons ici une nouvelle technique de caractérisation de la dispersion, via une analyse de
surface par rétrodiffusion de la lumière en comparant avec la rugosité qui été mesurée par
AFM.
L’objectif de cette recherche est de développer des revêtements nanocomposites pour des
applications sur le bois, bien que d’autres substrats soient possibles, et d’étudier l’effet du
renfort NCC sur l’usure du revêtement. Ces expériences sont les premières qui concernent
les revêtements avec nanorenfort NCC.
– 34 –
Résumés des posters
Au-Mn Nanoparticles for Dual Computed Tomography and Magnetic
Resonance Imaging
1
T. Simao1, P. Chevallier2, S. Barcikowski3, M.-A. Fortin2, and D.Guay1
INRS-Énergie, Matériaux Télécommunications, 1650 Blvd. Lionel-Boulet, C.P. 1020, Varennes, QC J3X 1S2,
Canada. E-mail:[email protected]
2a
Centre
de
recherche
sur
les
matériaux
avancés (CERMA), Université Laval, Québec, QC G1V 0A6, Canada.
b
Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Université Laval, Québec, QC G1V 0A6,
Canada.
c
Axe Médecine Régénératrice, Centre de recherche du Centre hospitalier universitaire de Québec (AMSVRCRCHUQ), 10 rue de l’Espinay, Québec, QC G1L 3L5, Canada. Fax: (+1) 418-656-5343; Tel: (+1) 418-656-8682; Email: [email protected]
3
University of Duisburg-Essen and Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE), Universitaetsstr. 7,
45141 Essen, Germany.
Gold nanoparticles (AuNPs) can be used as radiosensitizers for brachytherapy and as
contrast agents in computed tomography (CT).[1, 2] In addition, labeling AuNPs with a
paramagnetic element such as manganese (Mn) will enable to follow those NPs by magnetic
resonance imaging (MRI), which is a technique that provides complementary anatomic and
physiologic information.[3]
AuNPs are commonly obtained through colloidal synthesis. However, there are concerns
related with the toxicity of chemical residues that remain on the surface of the NPs, even
after ligand exchange processes. Therefore, techniques that produce small and ligand-free
AuNPs must be developed.[4] Pulsed laser ablation in liquids (PLAL) has emerged as an
alternative technique for the synthesis of NPs for biomedical applications. This method is
advantageous because it does not require reducing agents or stabilizing ligands for the
synthesis of NPs.[5] Consequently, toxicity concerns related with traces of the reducing
agent or reaction by-products on the NPs can be avoided.
Hence, in the present work, Au-Mn NPs were obtained by functionalizing AuNPs, synthesized
by PLAL, with DTPA-Mn chelates. The pure AuNPs were characterized by TEM, UV-vis
spectroscopy and XPS. Afterwards, the functionalization with PEG 5000 and DTPA-Mn was
monitored by UV-vis spectroscopy, DLS, FTIR, XPS, NMR and ICP-MS. The newly synthesized
Au-Mn NPs have an average hydrodynamic diameter of 40 nm. In addition, the ratio of
Au/Mn colloidal concentrations enables application of these NPs as a contrast agent for both
CT and MRI studies. The newly synthesized Au-Mn NPs have therefore promising features for
further toxicological characterization, imaging and therapeutic efficiency studies.
References:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
K. T. Butterworth, S. J. McMahon, F. J. Currell and K. M. Prise, Nanoscale 2012, 4, 4830-4838.
V. W. K. Ng, R. Berti, F. Lesage and A. Kakkar, J. Mater. Chem. B 2013, 1, 9-25.
C. Alric, J. Taleb, G. L. Duc, C. Mandon, C. Billotey, et al., J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5908-5915.
A. Albanese, P. S. Tang and W. C. W. Chan, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2012, 14, 1-16.
S. Barcikowski and G. Compagnini, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 3022-3026.
– 35 –
Résumés des posters
Les polythienopyrrolediones, matériaux prometteurs pour les batteries
lithium-ion
a
Amélie Robitaillea, Daniel Bélangerb et Mario Leclerca
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la Médecine, Québec (Québec) Canada
G1V 0A6
b
Département de Chimie, UQÀM, 201, avenue Président-Kennedy, Montréal (Québec), H2X 3Y7
Les batteries lithium-ion (LIBs) dominent le marché de plusieurs dispositifs
électroniques comme les téléphones intelligents et les ordinateurs portables. Leur habileté à
se rechargée à mainte reprises sans qu'il y perte majeur de leur capacité ainsi que leur
densité d'énergie élevée sont les principaux avantages des LIBs. Par contre, le potentiel de
réduction des matériaux utilisé pour les anodes (Lithium, graphite, alliages de silicium)
sont très bas, de 0 à 0,1 V vs Li/Li+, ce qui mène généralement à une surchauffe
du dispositif entraînant des problèmes de sécurité comme l'explosion des batteries. Il est
donc nécessaire de développer de nouveaux matériaux efficaces et sécuritaires.
Les molécules carbonylées font l’objet de plusieurs recherches dans le domaine des
électrodes de LIBs. L’avantage de ces composés est, qu’en ajoutant des groupements
électroattracteurs ou électrodonneurs, il y a possibilité de moduler leur potentiel
d’oxydoréduction optimisant ainsi la puissance de la batterie tout en évitant les problèmes
de sécurité. Malencontreusement, la solubilité de ces matériaux dans les solvants utilisés
pour les électrolytes entraîne un court-circuit donc, l'arrêt du fonctionnement de la
batterie. Le développement de polymères conjugués basés sur ces molécules permettrait de
conserver leurs bonnes propriétés tout en évitant la dissolution des électrodes. De plus, la
configuration conjuguée des polymères pourrait apporter de nouvelles propriétés aux
électrodes. En effet, lorsque les masses molaires moyennes en nombre des polymères
excèdent 10, il y a émergence de propriétés de conductivité électriques. Cette
conductivité, le cas échéant, permettrait d'amoindrir, voir éliminer, l'ajout de matériaux
conducteur comme les additif de carbone et les collecteurs de courant atteignant ainsi des
densités d'énergie plus élevées.
Le potentiel d’oxydoréduction des anodes doit se trouver au-dessus de 1,3V vs Li/Li+ pour
rester sécuritaire et ne doit pas excéder 1,8V vs Li/Li+ pour conserver des performances
adhéquates. Suite aux travaux effectués, des polymère basés sur le
polythieno[3,4-c] pyrrole-4,6-dione (PTPD) ont démontré des potentiels d'oxydoréduction de 1,6V vs Li/Li+ ce qui correspond au critères établis ci-haut. De plus, ces
polymères, qui ont une capacité théorique de 215 mAh/g, ont obtenu une capacité
expérimentale de 209 mAh/g. Cette capacité est nettement inférieure à celle des
matériaux d'anodes actuellement sur le marché. Par contre, étant donné que la capacité
d'une pile est limitée par la capacité de l'électrode la plus faible, et qu'actuellement les piles
lithium-ion sur le marché sont basées sur le LiFePO 4 qui possède une capacité de 170
mAh/g, il serait envisageable que les PTPD puissent potentiellement être des anodes
commercialisables.
– 36 –
Résumés des posters
Plasmonic nanorings obtained by the self-assembly of metallic
nanoparticles and block copolymers
Lemineur Jean-François, Anna Ritcey
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la Médecine, Québec (Québec) Canada G1V
0A6
Plasmonic nanorings are increasingly studied because they exhibit interesting optical
properties due to their important degree of symmetry. They can theoretically support both
magnetic and electric modes and can be used, for example, to create metamaterials with a
negative refractive index.
Moreover, as the plasmon depends in part on the shape of the ring, it can be easily tuned by
changing the geometrical parameters like the diameter or the thickness. Unfortunately,
these kinds of nanostructure are very difficult to obtain.
A simple method is described in this poster to form nano-circles, in two-dimensions, and
composed of metallic nanoparticles capped by alkanethiol ligands. They are achieved on a
large scale via the Langmuir-Blodgett technique and block copolymers (PS-b-P2VP).
Furthermore, their sizes can be effectively controlled by the addition of homopolymer
(polystyrene) into the deposition solution.
TEM Image of self-assembled rings obtained by LB deposition of PS-b-P2VP (1,8 mg/ml) and gold nanoparticles
(2,0 mg/ml) capped by octanethiol ligands.
– 37 –
Résumés des posters
Carbone mésoporeux fonctionnalisé pour l’extraction des terres-rares
a
Louis Lefrancois Perreault, Freddy Kleitz
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la
Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6
Les terres-rares sont des éléments essentiels à la plupart des hautes technologies
actuelles. En effet, leurs propriétés uniques en font des composants importants pour
plusieurs applications de pointes, que ce soit en électronique, magnétisme, ou dans le
domaine de l’énergie, etc. Cependant, l’extraction et la purification des terres rares restent
problématiques. Selon la technique actuelle liquide-liquide, l’extraction de ces éléments
nécessites des quantités importantes de solvants et de produits acides, ce qui en fait un
procédé néfaste pour l’environnement. De plus, la séparation des terres rares entre elles et
l’élimination de contaminants radioactifs est encore difficile. Or des solutions à ces
problématiques doivent être trouvées rapidement car la demande globale en terres rares est
en très forte croissance. Une technique alternative d’extraction qui serait à la fois moins
néfaste, plus efficace et idéalement sélective doit être développée. Une excellente
alternative à l’extraction liquide-liquide serait de faire une extraction solide-liquide plus
performante. En effet, l’extraction solide-liquide pourrait être beaucoup moins
dommageable pour l’environnement et, comme on diminue énormément l’utilisation de
solvant, serait moins coûteuse, en plus d’utiliser des matériaux aisément régénérables.
Actuellement, des résines polymères sont utilisées pour l’extraction des terres-rares, mais
elles ne démontrent pas une assez grande efficacité et ne sont pas suffisamment sélective.
La synthèse de matériaux mésoporeux dans les années 901 a ouvert la voie à plusieurs types
de solides pouvant présenter de bonnes capacités d’extraction. À l’aide de cette stratégie,
des recherches faites par notre groupe ont prouvé que l’utilisation d’un ligand (DGA) greffé
sur une silice mésoporeuse de type KIT-6 permettait d’obtenir une bonne sélectivité et une
bonne capacité d’extraction (à pH≥4).2 Cependant, les matériaux siliciques présentent des
limitations en termes de stabilité en milieux plus acides et les performances d’extraction
chutent fortement aux pH usuellement appliqués à l’échelle industrielle pour ces processus
(pH<4). Le remplacement des supports de silice par des équivalents à base de carbone
mésoporeux semble être une voie à explorer pour résoudre ce problème. Dans notre étude,
différents types de carbone mésoporeux sont synthétisés et sélectivement fonctionnalisés
pour incorporer les ligands adaptés pour la chélation des terres-rares. Les résultats
préliminaires montrent qu’il est possible de greffer chimiquement les groupes fonctionnels
(de type DGA) sur la surface des mésopores des matériaux de carbone et que les
performances d’extraction obtenues sont très intéressantes en termes de capacité et
sélectivité pour les terres-rares.
1
Beck, J. S. et al. A new family of mesoporous molecular sieves prepared with liquid crystal templates. Journal of the American Chemical
Society 114, 10834–10843 (1992).
2
Florek, J., Chalifour, F., Bilodeau, F., Larivière, D. & Kleitz, F. Nanostructured Hybrid Materials for the Selective Recovery and
Enrichment of Rare Earth Elements. Advanced Functional Materials 24, 2668–2676 (2014).
– 38 –
Résumés des posters
Revêtements Intelligents à base de Silice Nanoporeuse Fonctionnalisée pour
le Relargage Stimulé d’Agents Antimicrobiens
a
Eya Mejria, Fredy Kleitza , Jesse Greenera
Département de Chimie, CERMA, Université Laval, 1045 Avenue de la
Médecine, Québec (Québec) Canada G1V 0A6
Les biofilms bactériens sont constitués d’organismes unicellulaires vivant au sein
d’une matrice protectrice formée de macromolécules naturelles. Des biofilms non-désirés
peuvent avoir un certain nombre de conséquences néfastes, par exemple la diminution des
transferts de chaleur dans les échangeurs de chaleurs, l’obstruction de membranes
poreuses, etc. Pour tenter de remédier à ces problèmes, nous proposons de développer une
surface antifouling (antisalissure) qui libère sur demande des agents antimicrobiens en
présence d’un biofilm.
Pour ce faire, nous envisageons l’utilisation de couches de particules colloïdales de
silice méso-poreuse comme agents de livraison d’agents antimicrobiens. Les nanoparticules
de silice méso-poreuses (NPS Ms) ont démontré un fort potentiel pour la livraison ciblée
d’agents thérapeutiques et bioactifs. Dans un premier lieu nous avons réussi à élaborer un
dépôt de NPS au milieu du micro-canal MF ouvert, que nous avons par la suite fermé par
traitement plasma; ceci nous a permis d’avoir à la fin un dépôt uniforme, adhérant bien à la
surface du canal. Dans un second temps, nous avons utilisé la fluorescéine pour simuler le
relargage des espèces bioactives. Celle-ci a été déposée par injection sur le dépôt NPS du
MC. Après application de différents flux hydrodynamiques, nous avons pu suivre la
désorption de l’espèce au cours du temps. Les résultats obtenus ont montré que le relargage
commence par la quantité déposée sur la surface du dépôt NPS ; ensuite, après un certain
temps de latence on assiste à un redémarrage de libération de fluorescéine enfermée aussi
bien dans les sites interstitiels que dans les pores de NPS.
Comme perspective à ce travail, la démonstration de la preuve de concept sera faite en
présence d’un véritable biofilm. La combinaison de la synthèse de nanoparticules des ilice
méso-poreuse intégrant des groupes fonctionnels sensibles au pH et leur dépôt sous forme
de monocouches est une innovation. Cette étude apportera de nouvelles méthodes pour
produire rapidement des matériaux viables pour de futures applications, par exempledes
surfaces antimicrobiennes « intelligentes » dans le domaine de la santé (implants, surfaces
antibactériennes dans les hôpitaux, etc.)
– 39 –
Résumés des posters
High Mobility DPP-Based Polymers Obtained by Direct
Heteroarylation Polymerization
Jean-Rémi Pouliot, Bin Sun, Mikaël Leduc, Ahmed Najari, Yuning Li, Mario Leclerc
Solution-processed organic field-effect transistors (OFETs) have been extensively explored
due to the possibility to prepare low cost, printed, and hopefully disposable, electronic
devices.1,2 Among all conjugated structures investigated, many thiophenediketopyrrolopyrrole (TDPP)-based copolymers have exhibited promising optical and
electronic features with, in some cases, high carrier mobilities up to 12 cm 2/V·s.3,4 However,
most of those polymeric materials are produced by Stille coupling which requires additional
synthetic steps for the organotin monomer and forms stannylated by-products. For a largescale production of such DPP-based polymers, the utilization of the new direct
(hetero)arylation polymerization (DHAP) could become a highly valuable tool. Unfortunately,
reports points out that DHAP has one potential drawback which seems related to the lack of
selectivity when different C-H bonds are present within the monomeric compounds.5 The
TDPP moiety bears 3 reactive protons on each thiophene unit indicating that this unit could
possibly leads to branched or cross-linked polymers. To overcome this issue, β-protected
TDPPs were synthetized and copolymerized with protected and unprotected TDPP analogues
in order to shed light on the selectivity and reactivity of this system. A high molecular weight
polymer of 45 kDa was achieved with remarkably good yield of 84% from an unprotected
TDPP. To the best of our knowledge, it is the first well-defined material synthetized by DHAP
with monomers bearing multiple reactive C-H bonds. An impressive hole mobility, up to 1.17
cm2/V·s, and low threshold voltage near 0 V was accomplished from a BGBC transistor
configuration. A near ideal transfer curve was found, from the quasi-linear slope, implying a
high quality semiconductor. These results suggest that couplings involving (hetero)aromatic
units in DHAP could be more selective than expected and we are currently expanding our
methodology to several key monomers used in the synthesis of conjugated polymers for
organic electronics.
1
Arias, A. C.; MacKenzie, J. D.; McCulloch, I.; Rivnay, J.; Salleo, A. Chem. Rev. 2010, 110, 3.
Sirringhaus, H. Adv. Mater. 2014, 26, 1319.
3
Li, J.; Zhao, Y.; Tan, H. S.; Guo, Y.; Di, C. A.; Yu, G.; Liu, Y.; Lin, M.; Lim, S. H.; Zhou, Y.; Su, H.; Ong, B.
S. Sci. Rep. 2012, 2, 754.
4
Kang, I.; Yun, H. J.; Chung, D. S.; Kwon, S. K.; Kim, Y. H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14896.
5
Fujinami, Y. K., J.; Lu, W.; Hayashi, H.; Kanbara, T. ACS Macro Lett. 2012, 1, 67.
2
– 40 –
Résumés des posters
Développement d’un nouveau revêtement polymère issu de la biomasse et
provenant en partie d’extractibles du bois
a
Nicolas Auclaira, Bernard Riedla, Véronic Landryb
Département des sciences du bois et de la forêt, CRMR, Université Laval, 2425, rue de la Terrase, Québec
(Québec), Canada, G1V 0A6
b
FPInnovations, 319, rue Franquet, Québec (Québec), Canada, G1P 4R4
Le pétrole est une source de matière première importante pour la synthèse de milliers de
composés organiques, mais il n’est pas renouvelable. L’industrie des revêtements est très
dépendante des combustibles fossiles. Par ailleurs, l’industrie forestière connaît une crise
depuis plusieurs années. Donc, substituer les produits issus des combustibles fossiles par des
produits du bois à valeur ajoutée pourrait pallier à ces problèmes environnementaux et
économiques. En effet, l’objectif de notre recherche est de développer un polymère qui
serait issus de la biomasse, en particulier pour l’industrie des revêtements. Il vise également
à mettre en valeur les produits du bois par l’utilisation des composés peu exploités qui se
retrouvent dans les résidus comme l’écorce.
La bétuline est un extractible principalement isolé de l’écorce du bouleau blanc. Elle possède
une structure moléculaire intéressante pouvant être modifiée à des fins d’utilisation dans la
synthèse de polymère.
L’huile de soya est une huile végétale qui est de plus en plus utilisé pour développer de
nouveaux revêtements à cause de ses propriétés particulières. Cependant, les huiles
végétales sont souvent moins performantes que leurs homologues synthétiques issus des
combustibles fossiles. Pour améliorer leurs propriétés, elles sont souvent modifiées dans
leur structure, par exemple en leur greffant des fonctions acrylates. De plus, il est possible
d’améliorer certaines de leurs propriétés par l’entremise de comonomères.
Donc, l’idée est de joindre l’huile de soya acrylatée (le monomère) avec un comonomère issu
de la bétuline. Pour ce faire, la bétuline a été acrylatée. Pour s’assurer de l’obtention du bon
produit les spectroscopies FTIR et RMN ont été employées. Ensuite, pour vérifier son effet
comme comonomère sur la polymérisation et pour analyser la stabilité thermique du
polymère; les méthodes d’analyse par photo-DSC et par TGA ont été utilisées
respectivement. Enfin, pour évaluer les performances de ce nouveau polymère comme
revêtement potentiel, différentes analyses ont été effectuées pour vérifier la dureté du film,
sa résistance à l’abrasion et sa résistance à la traction.
– 41 –
Merci à nos commanditaires
– 42 –