Étude du rôle des ions métalliques dans la formation et les propriétés mécaniques des fibres de byssus pour le développement de matériaux biomimétiques

Chokouadeu Youmssi, David Vernon (2016). « Étude du rôle des ions métalliques dans la formation et les propriétés mécaniques des fibres de byssus pour le développement de matériaux biomimétiques » Mémoire. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en chimie.

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Résumé

Le byssus est un ensemble de fibres protéiques produites par les moules et qui leur permettent de se fixer sur des surfaces solides. Le rôle principal de ces fibres est de permettre au mollusque de résister à l'assaut constant des vagues grâce à leurs propriétés mécaniques telles que l'extensibilité et la rigidité provenant de leurs structure. Le byssus est majoritairement formé de collagène sous la forme de préCols à l'extrémité desquels se trouve une zone riche en histidines reliées entre elles par des liaisons de coordination avec les ions métalliques. L'ensemble est recouvert par une gaine principalement constituée de 3,4-dihydroxyphénylalanine (DOPA) liée à des ions métalliques pour assurer l'intégrité mécanique de cette enveloppe. La chimie du byssus ainsi que ses propriétés mécaniques constituent une source d'inspiration pour la conception de matériaux comme les adhésifs. Mais pour concevoir de meilleurs matériaux biomimétiques, il est judicieux de comprendre l'impact des ions métalliques sur les propriétés mécaniques du byssus. Les objectifs de ce projet étaient d'étudier le rôle des ions métalliques dans la formation et les propriétés mécaniques des fibres de byssus pour le développement de matériaux biomimétiques. Nous avons utilisé la spectrométrie de masse par plasma à couplage inductif pour étudier l'intégration des ions cibles (Ca2+, Zn2+ et Fe3+) et les tests mécaniques en traction pour déterminer leur effet individuel sur les propriétés mécaniques de la portion distale des brins de byssus de Mytilus edulis. Ensuite, les spectroscopies UV-Visible et infrarouge à transformée de Fourier combinées à la calorimétrie de titration isotherme ont permis d'explorer l'interaction de chaque ion ciblé avec la molécule 3,4-dihydroxyphénylalanine. Les résultats révèlent que l'incubation des fibres natives dans une solution d'acide éthylènediamine tétraacétique (EDTA) élimine les ions métalliques, entraîne une réduction du module d'élasticité de 70% et que le Fe3+ et le Zn2+ se lient plus fortement à la fibre. Il est possible de réintégrer partiellement ces ions mais seule la réintégration partielle de l'ion de Fe3+ à pH 8 induit une augmentation de 34% du module d'élasticité. Cela est due à la formation du complexes DOPA-Fe3+. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Byssus, Propriétés mécaniques, Ion inorganique, DOPA, Mytilus edulis

Type: Mémoire accepté
Informations complémentaires: Le mémoire a été numérisé tel que transmis par l'auteur.
Directeur de thèse: Marcotte, Isabelle
Mots-clés ou Sujets: Byssus / Propriétés mécaniques / Matériaux biomimétiques / Ions métalliques / DOPA / Moule bleue
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département de chimie
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 19 déc. 2016 20:10
Dernière modification: 19 déc. 2016 20:10
Adresse URL : http://www.archipel.uqam.ca/id/eprint/9185

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