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Nanofibres

Les nanofibres sont des fibres dont le diamètre est de l'ordre du nanomètre. Elles peuvent être créées à partir de différents polymères, et auront donc des propriétés physico-chimiques et des applications différentes en fonction du polymère. Parmi les polymères qui se prêtent à la réalisation de nanofibres, certains sont d'origine naturelle (collagène, cellulose, kératine, chitosane, etc.), d'autres d'origine synthétique (acide polylactique, polycaprolactone, polyuréthane, éthylène-acétate de vinyle, etc.)[1],[2]. Le diamètre des fibres obtenues dépend du type de polymère et de la méthode de production[3]. Toutes les nanofibres ont cependant en commun une surface spécifique élevée, une grande porosité, une assez bonne résistance mécanique, et une grande polyvalence fonctionnelle, comparée aux microfibres[2],[1],[4].

Les nanofibres peuvent être réalisées par différentes méthodes, dont l’étirage, l'électrofilage, l’auto-assemblage, ou la séparation de phases thermo-induite. L'électrofilage est la méthode la plus courante, en raison de sa flexibilité : le montage expérimental est relativement simple, et cette méthode permet la production de masse de nanofibres continues de différents polymères, tout en contrôlant leur diamètre, leur composition, et leur orientation[4].

Les nanofibres peuvent être utilisées dans de nombreuses applications technologiques et commerciales. Elles peuvent servir de structure de support pour la culture de tissus biologiques[2],[1],[5], pour l'administration de substances pharmaceutiques[6],[7],[8], au diagnostic du cancer[9],[10],[11], à la réalisation de batteries lithium-air[12],[13],[14], comme capteurs optiques[15],[16],[17], et à la filtration de l'air[18],[19],[20].

  1. ↑ a b et c R. Khajavi, M. Abbasipour et A. Bahador, « Electrospun biodegradable nanofibers scaffolds for bone tissue engineering », J. Appl. Polym. Sci., vol. 133, no 3,‎ , n/a (DOI 10.1002/app.42883).
  2. ↑ a b et c R. Vasita et D. Katti, « Nanofibers and their applications in tissue engineering », Int. J. Nanomed., vol. 1, no 1,‎ , p. 15–30 (PMID 17722259, PMCID 2426767, DOI 10.2147/nano.2006.1.1.15).
  3. ↑ D. Reneker et I. Chun, « Nanometre diameter fibres of polymer produced by electrospinning », Nanotechnology, vol. 7, no 3,‎ , p. 216–223 (DOI 10.1088/0957-4484/7/3/009)
  4. ↑ a et b D. Li et Y. Xia, « Electrospinning of nanofibers: reinventing the wheel? », Adv. Mater., vol. 16, no 14,‎ , p. 1151–1170 (DOI 10.1002/adma.200400719).
  5. ↑ P. Ma et R. Zhang, « Synthetic nano-scale fibrous extracellular matrix », J. Biomed. Mater. Res., vol. 46, no 1,‎ , p. 60–72 (PMID 10357136, DOI 10.1002/(sici)1097-4636(199907)46:1<60::aid-jbm7>3.0.co;2-h)
  6. ↑ F Sharifi et al., « Fiber based approaches as medicine delivery systems », ACS Biomater. Sci. Eng., vol. 2, no 9,‎ , p. 1411–1431 (DOI 10.1021/acsbiomaterials.6b00281)
  7. ↑ S Ahn et al., « Microfluidic spinning of fibrous alginate carrier having highly enhanced drug loading capability and delayed release profile », RSC Adv., vol. 5, no 20,‎ , p. 15172–15181 (DOI 10.1039/C4RA11438H)
  8. ↑ T. Garg, G. Rath et A. Goyal, « Biomaterials-based nanofiber scaffold: targeted and controlled carrier for cell and drug delivery », J. Drug Target., vol. 23, no 3,‎ , p. 202–221 (PMID 25539071, DOI 10.3109/1061186X.2014.992899)
  9. ↑ J Chen et al., « Clinical applications of NanoVelcro rare-cell assays for detection and characterization of circulating tumor cells », Theranostics, vol. 6, no 9,‎ , p. 1425–1439 (PMID 27375790, PMCID 4924510, DOI 10.7150/thno.15359)
  10. ↑ Z Ke et al., « Programming thermoresponsiveness of NanoVelcro substrates enables effective purification of circulating tumor cells in lung cancer patients », ACS Nano, vol. 9, no 1,‎ , p. 62–70 (PMID 25495128, PMCID 4310634, DOI 10.1021/nn5056282)
  11. ↑ M Cristofanilli et al., « Circulating tumor cells: a novel prognostic factor for newly diagnosed metastatic breast cancer », J. Clin. Oncol., vol. 23, no 21,‎ , p. 1420–1430 (PMID 15735118, DOI 10.1200/JCO.2005.08.140)
  12. ↑ B Zhang et al., « Recent advances in electrospun carbon nanofibers and their application in electrochemical energy storage », Prog. Mater. Sci., vol. 76,‎ , p. 319–380 (DOI 10.1016/j.pmatsci.2015.08.002)
  13. ↑ « Lithium-air batteries: their time has come », The Economist,‎ (lire en ligne)
  14. ↑ X. Yang, P. He et Y. Xia, « Preparation of mesocellular carbon foam and its application for lithium/oxygen battery », Electrochem. Commun., vol. 11, no 6,‎ , p. 1127–1130 (DOI 10.1016/j.elecom.2009.03.029)
  15. ↑ X Wang et al., « Electrospun nanofibrous membranes for highly sensitive optical sensors », Nano Lett., vol. 2, no 11,‎ , p. 1273–1275 (DOI 10.1021/nl020216u, CiteSeerx 10.1.1.459.8052)
  16. ↑ Q Yang et al., « Polymer micro or nanofibers for optical device applications », J. Appl. Polym. Sci., vol. 110, no 2,‎ , p. 1080–1084 (DOI 10.1002/app.28716)
  17. ↑ J. Zubia et J. Arrue, « Plastic optical fibers: an introduction to their technological processes and applications », Opt. Fiber Technol., vol. 7, no 2,‎ , p. 101–140 (DOI 10.1006/ofte.2000.0355)
  18. ↑ T. Kelly, T. Gao et M. Sailor, « Carbon and carbon/silicon composites templated in rugate filters for the adsorption and detection of organic vapors », Adv. Mater., vol. 23, no 15,‎ , p. 1776–1781 (DOI 10.1002/adma.201190052)
  19. ↑ E Scholten et al., « Electrospun polyurethane fibers for absorption of volatile organic compounds from air », ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 3, no 10,‎ , p. 3902–3909 (PMID 21888418, DOI 10.1021/am200748y, hdl 1721.1/81271)
  20. ↑ K Graham et al., « Polymeric nanofibers in air filtration applications », Fifteenth Annual Technical Conference & Expo of the American Filtration & Separations Society,‎

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