Insertion de nanoparticules anisotropes dans des phases lamellaires tensioactives — en

Apport de la DNPA pour l’auto-association des tensioactifs. L’existence de micelles globulaires compactes était connue pour le lait, mais était discutée jusque dans les années 1940 car il semblait étrange que des têtes polaires puissent se regrouper. Les preuves expérimentales étaient indirectes. La conductivité nécessitait des mesures très propres et fines en température et concentration. La RMN donnait des valeurs de temps de corrélation sans lien avec la structure déduite par relaxation. Le problème était similaire dans le cas de la diffusion dynamique quasi-élastique de la lumière. Le potentiel ζ donnait une charge effective, la diffusion Rayleigh (diffusion statique de la lumière) restait perturbée par des ppm d’impuretés. Dans les années 1980,[5] le nombre d’agrégation et la dissociation partielle des têtes polaires chargées de la plupart des tensioactifs utilisés industriellement en pharmacie, cosmétique et détergence ont pu être enfin être déterminés par mesure DNPA en valeur absolue de l’intensité diffusée extrapolée à angle nul ( $\underset{q\to 0}{\lim }I\left(q\right)=M_w\frac{c}{N_A{d}^2}\Delta SL{D}^{2}S\left(0\right)$ , avec c la concentration, N_A le nombre d’Avogadro, d la densité apparente, Δ SLD le contraste), une fois la compressibilité osmotique (facteur de structure) déterminée.[6] Le contraste avantageux des neutrons pour des molécules hydrogénées dans un solvant qui peut être deutéré explique la supériorité de la DNPA sur la DXPA dans le cas des composés amphiphiles, dont la densité électronique moyenne est souvent proche de celle de l’eau et dépend fortement de la condensation des contre-ions. Néanmoins, l’analyse simultanée de l’ensemble des spectres X et neutrons reste indispensable pour obtenir de façon certaine une image fine des structures auto-assemblées.[7] En présence d’un additif en sus de l’eau et du tensioactif, sans même utiliser la deutération sélective, on peut utiliser la comparaison aux échelles absolues des spectres DXPA où l’on voit les têtes polaires et les contre-ions et la DNPA qui est essentiellement sensible aux « trous hydrogénés » dans l’eau lourde.

La thèse d’Isabelle Grillo : l’interaction phase lamellaire – nanodisque d’argile.
De très nombreux produits cosmétiques, gels nettoyants et adoucissants contiennent à la fois des argiles et des bicouches de lipides ou de tensioactifs. La formulation se faisait traditionnellement par essais-erreurs, car on ne connaissait pas les modes d’empilement relatif des bicouches de tensioactifs de quelques nanomètres d’épaisseur et des argiles d’un nanomètre d’épaisseur. Le déplacement exact des maxima des pics de diffusion suite à l’addition d’argile est bien plus précis en DNPA qu’en DXPA, en raison de la présence d’un facteur de forme peu oscillant. Il en en est de même des profils de raies de quasi-Bragg. Les positionnements de l’argile intégré dans la bicouche ou la présence de monocouche sur l’argile peuvent ainsi être clairement distingués par DNPA, notamment en éteignant la contribution de l’argile par ajustement du ratio H₂O/D₂O, ce qui n’est pas le cas du DXPA, presque uniquement sensible à l’argile (Fig. 1).