Interfaces : chimie des matériaux-biologie-médecine (III)

Cette année, nous avons consacré un ensemble de leçons, d’une part, à la description et l’analyse des connaissances actuelles sur les processus de biominéralisation et, d’autre part, à la présentation des avancées réalisées en science des matériaux via l’utilisation de virus pour la construction de matériaux hybrides fonctionnels. La biominéralisation est le processus biologique et physicochimique au cours duquel des êtres vivants ou des plantes synthétisent des tissus minéralisés. Ceux-ci peuvent prendre des formes très variées et présenter une grande diversité de structures et de compositions. Dans la première leçon, après une introduction sur les différents biominéraux rencontrés dans la nature, nous nous sommes focalisés sur l’étude des structures et des processus de formation de différents matériaux biologiques : des carbonates de calcium (coccolithophoridés, coquilles des gastéropodes et des bivalves, dents des échinodermes), des composites carbonate de calcium-oxyde de fer (mollusques brouteurs du type patelles et chitons), des oxydes de fer magnétiques (bactéries magnétotactiques). Certains microorganismes se comportent comme de véritables usines à nanoparticules. Nous avons également illustré ces systèmes en étudiant au cours d’une quatrième leçon dédiée à la synthèse de nanomatériaux très variées à base d’or, d’argent, de sélénium, de sulfure de zinc ou d’arsenic, d’oxydes de fer ou de cobalt. Ces composés sont produits par des algues, des levures, des champignons, des bactéries. La seconde partie de cet ensemble de cours nous a permis de faire le point sur l’utilisation de virus biomodifiés (virus de la mosaïque du tabac, virus à capsides icosaédriques, etc.) comme gabarits permettant la croissance de nouveaux nanocomposites à base de métaux ou de semi-conducteurs et l’inclusion de ces hybrides dans des dispositifs électrochimiques ou en nanoélectronique. Le dernier cours a été consacré aux virus de type bactériophage M13 et à leurs biomodifications en vue de leur intégration dans des dispositifs très divers : batteries, capteurs, dépôts de cristaux liquides, etc. Ces études ouvrent un nouveau domaine de recherche à la frontière de la biologie, de la chimie et de la science des matériaux nommé « la virustonique ».