Activités générales de la structure
L’Institut des Molécules et Matériaux du Mans est une unité mixte de recherche (UMR 6283) sous tutelle du CNRS et de l’Université du Maine.
L’Institut des Molécules et Matériaux du Mans (IMMM) comprend 60 enseignants-chercheurs, 12 chercheurs CNRS, 32 ingénieurs, techniciens et administratifs, environ 55 doctorants, une trentaine d’étudiants de Master et un flux annuel d’une dizaine de stagiaires post-doctoraux, visiteurs et professeurs invités.
Les activités de recherche qui reposent sur des savoir-faire bien établis et des expertises reconnues de chimistes, physico-chimistes et physiciens, se déclinent selon 4 thématiques scientifiques prioritaires:
- les matériaux organiques,
- les matériaux inorganiques,
- la physique des systèmes confinés
- et les polymères, avec différentes opérations de recherche.
Elles visent ainsi des composés bioactifs, des matériaux fonctionnels ayant des applications dans les domaines de l’énergie, de l’environnement et du développement durable, de la santé, de l’agro-alimentaire, de la plasturgie, de la matière molle et de l’optique.
Des équipements de pointe en diffraction, microscopies, spectroscopies locales, diffusion de rayonnement, rhéologie, plasma, associés à des techniques innovantes (spectroscopies ultra-rapides pompe sonde lasers impulsionnels), constituent une plateforme instrumentale attractive aux niveaux régional, national et international.
Cette plateforme constitue ainsi un support performant pour permettre une caractérisation multiple et multi échelle des matériaux innovants et des nano-architectures fonctionnelles, des fluides complexes, et des surfaces couplée à une expertise reconnue dans le traitement des spectres et la modélisation numérique.
Le fonctionnement de l’Institut, associé au CNRS et au Ministère de la Recherche et de l’Enseignement Supérieur par l’Université du Maine, s’appuie sur des projets financés par la Région Pays de la Loire, l’ANR, l’Europe et des contrats avec différents partenaires industriels.
Par ailleurs, l’IMMM développe et entretient de nombreux programmes d’échanges internationaux bilatéraux.
L’institut est organisé en 4 thèmes
- Polymères
- Synthèse organique
- Matériaux inorganiques
- Physique des systèmes confinés
Ce sont principalement les activités des axes 1 et 2 qui sont en lien actuellement dans les projets Bioregate.
Les thèmes de recherche de l’MMM en lien avec Bioregate
Polymères
La thématique « Polymères » rassemble au sein de l’IMMM des chimistes, des physico-chimistes et des physiciens dont le but est d’élaborer des matériaux polymères présentant des fonctionnalités d’intérêt en volume, en surface ou à des interfaces. Ces recherches fondamentales apportent in fine des réponses aux besoins exprimés dans les domaines de la santé, de l’énergie, des transports et de l’environnement.
Élaboration de polymères fonctionnels
Le préalable indispensable à nos activités consiste à élaborer et synthétiser de façon contrôlée des polymères et des surfaces polymères. Cela passe par la mise en œuvre de monomères hétérofonctionnels originaux ou de synthons biosourcés, l’origine de ces derniers permettant la valorisation de déchets.
Les procédés de polymérisation s’attachent à être respectueux de l’environnement grâce à la mise en œuvre de milieux dispersés et de plasmas.
Le cycle de vie des matériaux polymères élaborés – du monomère au polymère jusqu’à leur valorisation après usage en nouveaux synthons d’intérêt – est pris en considération.
La mise en œuvre maîtrisée d’une chimie des polymères spécifique au sein de notre Institut permet de disposer d’une multitude de structures polymères qui constituent dès lors autant de briques dont on cherche à contrôler l’organisation à plus grande échelle en volume et aux interfaces.
Autoassemblage contrôlé
Le contrôle de l’auto-assemblage de macromolécules en termes de structures et de dynamique pour générer des propriétés macroscopiques contrôlables à façon est rendu possible soit par le développement de polymères capables de répondre à des stimuli extérieurs (pH, lumière, cisaillement, température,…), soit par la formulation de mélanges complexes à partir de polymères d’origine naturelle ou synthétique.
Nous développons ainsi des hydrogels, des surfaces et des nano-objets « intelligents » capables de s’adapter à l’environnement dans lesquels ils évoluent et/ou de répondre à des stimuli externes.
Les propriétés de tels systèmes sont valorisées avec des partenariats industriels dans le domaine de la santé (vectorisation, ingénierie tissulaire,…) et de l’agroalimentaire.
Interfaces polymères
Nous cherchons également à structurer des matériaux polymères en 2D et 3D à l’état fondu. Notre but est de générer de nouvelles fonctionnalités ou d’améliorer celles existantes (conduction électrique, résistances mécanique et thermique, imperméabilité aux gaz, etc…) grâce à l’inclusion de charges dont on dirige la localisation et l’organisation au sein des matrices.
Les films minces polymères possèdent des propriétés intéressantes permettant leur utilisation dans les systèmes miniaturisés et trouvant des applications dans des domaines tels que l’énergie, le biomédical, la communication ou l’environnement. Cela passe notamment par la compréhension des effets de confinement sur les propriétés physiques des matériaux polymères.
Nous étudions notamment les effets sur les propriétés des films minces polymères des interactions avec leur environnement (CO2, humidité, température, organismes vivants, film métallique…).
Contacts équipe :
Olivier COLOMBANI – Olivier.Colombani@univ-lemans.fr
Erwan NICOL – erwan.nicol@univ-lemans.fr
Synthèse organique
La découverte et la mise au point de nouvelles méthodes de synthèse représentent une part importante des travaux de recherche de la thématique « Synthèse Organique ».
Nos centres d’intérêt concernent notamment
- Les réactions d’homo- et d’hétérocycloadditions [4+2] et [3+2]
- La réactivité de composés organométalliques polaires (magnésiens ou lithiens)
- L’utilisation des titanacyclopropanes en synthèse
- La synthèse et l’évaluation d’(organo)catalyseurs originaux issus de la biomasse.
Les recherches fondamentales développées trouvent des applications dans le domaine de la synthèse totale de composés bioactifs. Ainsi l’association de nos compétences méthodologiques complémentaires est mise à profit pour la synthèse de composés naturels (ou d’analogues) à propriétés anticancéreuses (péloruside A, Kidamycine, gossypol, fumagilline…).
Des travaux sont également en cours sur la préparation d’analogues d’a-galactosylcéramides actifs sur le système immunitaire.
L’ingénierie moléculaire constitue le dernier axe de recherche de la thématique.
Dans ce cadre sont principalement développés des projets en collaboration avec les autres thématiques de l’IMMM pour lesquels des compétences en synthèse organique sont indispensables.
Parmi les réalisations récentes, peuvent être citées la synthèse de composés aromatiques porteurs de motifs tétrazoles dans le but d’accéder à de nouveaux MOF fluorés (projet en collaboration avec la thématique Matériaux Inorganiques) ou la préparation de petites molécules hautement réactives (cyclobutènes, azlactones, …) pouvant jouer le rôle de monomères fonctionnalisés (projets en collaboration avec la thématique Polymère).
Par ailleurs, de nouveaux types de roues moléculaires de petite taille basées sur un motif bicyclo[2.2.2]octane et attachées à des structures rigides jouant le rôle de stator sont actuellement synthétisés et étudiés. Ces études doivent permettre d’avancer dans un projet de synthèse plus ambitieux visant à produire une roue à rochet moléculaire.
Contact équipe : Anne-Sophie CASTANET – Anne-Sophie.Castanet@univ-lemans.fr