Dans le cadre de travaux de doctorat réalisés au LCH [1] et au LSGS [2]

Contrôle de la fonctionnalisation de revêtements de surface obtenus par PECVD à partir d’un composé organosilicié cyclique.

Le fil conducteur de ces travaux de thèse est le contrôle de la fonctionnalisation de surfaces à partir de la synthèse de films minces par procédé plasma. Le résumé du manuscrit est disponible ici. Ces travaux sont appliqués à des domaines variés et ont conduit à plusieurs développements :

 Développements dans le cadre de projets transversaux : surfaces fonctionnalisées pour la biologie, pour les bio-systèmes et les micro-composants fonctionnels.
 Développements dans le cadre de RTB (Recherche Technologique de Base) associés à la localisation contrôlée de substances pour la réalisation de dispositifs variés.
 Développements de technologies liées à la gestion des fluides dans les systèmes et micro-systèmes.

Principales réalisations.

 Conception, réalisation, montage et mise en fonctionnement d’un réacteur de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD).
 Mise en place d’un ellipsomètre sur le réacteur pour des mesures in-situ au cours de la croissance des dépôts.
 Mise en place de procédures de mesures ellipsmétriques ex-situ.
 Mise en place de procédures de qualification d’un équipement de mesures ellipsométriques.
 Mise en place de procédures de mesure de l’énergie de surface de surfaces solides à partir de l’angle de contact de gouttes de liquides.
 Mise en place de procédures de qualification d’un équipement de mesure de l’énergie de surface à partir de l’angle de contact de gouttes de liquides.
 Transfert de compétences vers les techniciens, ingénieurs et chercheurs du laboratoire d’acceuil.

 Mise en évidence des potentialités de procédés nouveaux ainsi que fourniture des moyens pour les contrôler et les transférer vers l’industrie.
 Elaboration de couches ultra-minces (3 à 10 nm) anti-adhérentes pour la couverture de moules silicium et quartz de nanoimprint.
 Traitement de membranes de piles à combustibles afin de gérer l’eau et améliorer le rendement de la pile.
 Traitement de tissus afin de les rendre super-hydrophobes.
 Elaboration de procédés de gravure hétérogène de nombreux matériaux polymères afin d’obtenir une rugosité permettant de les rendre super-hydrophobes après dépôt d’un film mince.
 Traitement hydrophile de matériel de chirurgie afin d’améliorer l’écoulement du fluide stérile dans le dispositif.
 Développement de procédés de localisation de zones ultra-hydrophiles dans une matrice hydrophobe pour la localisation de substances chimiques et biologiques.
 Développement d’une couche hydrophobe à très faible hystérésis de mouillage pour favoriser le déplacement de liquide dans les laboratoires sur puce (lab-on-chip) basés sur des dispositifs d’éléctromouillage. Amélioration et optimisation de ce procédé, suivi de la qualité des couches fournies. Le transfert de ce procédé est actuellement en cours.
 Développement d’un susbtrat de culture permettant la localisation du milieu de culture et présentant une faible fluorescence pour des analyses en grande série (toxicologie).
 Mesure de la croissance de glace par cryo-condensation par ellipsmètrie in-situ en temps réel.

Ces développements ont répondu à des problématiques technologiques concrètes, ce qui a conduit à protéger ces technologies par le dépôt des brevets suivants.

Brevets :

 M. PLISSONNIER, F. GAILLARD, M. BORELLA et P. FAUCHERAND. Matériau à base de polysiloxane et à faible hystérésis de mouillage et procédé de dépôt d’un tel matériau (WO2007003754, FR2887891) 2005.
 M. PLISSONNIER, I. CHARTIER, M. BORELLA et N. GLADE. Procédé de localisation d’une espèce chimique ou biologique sur un substrat, micro-système d’analyse et biopuce (WO2006005887, FR2872911) 2004.
 E. DAMERY, A. LATOUR, M. BORELLA and D. LOCATELLI. Electrode de pile à combustible à perméabilité modifiée (dépôt en cours) 2006.
 M. BORELLA, M. PLISSONNIER, F. GAILLARD et E. ROUVIERE. Substrat de culture pourvu d’un revêtement en silicone oxydée (EN0653607) 2006.

Ces travaux ont également contribuer au dépôt d’autres brevets au laboratoire :

 J.-Y. LAURENT, M. PLISSONNIER, V. FAUCHEUX et D. LOCATELLI.
Pile à combustible comportant un ensemble capable de gérer l’eau produite par ladite pile (Dépôt en cours) 2006.
 M. PLISSONNIER, F. GAILLARD et Y. FOUILLET.
Revêtement de surface hydrophobe et à faible hystérésis de mouillage, procédé de dépôt d’un tel revêtement, micro-composant et utilisation (EN0411446) 2004.
 M. PLISSONNIER, Y. FOUILLET, L. POUPINET et J.-Y. LAURENT.
Procédé de fabrication de micro-canaux enterrés et micro-dispositif comprenant de tels microcanaux (FR2883860, EP1707531, JP2007007842) 2005.

La composante scientifique de ces travaux a fait l’objet des communications suivantes.

Communications :

- Revues scientifiques.

O. RACCURT, J. BERTHIER, P. CLEMENTZ, M. BORELLA and M. PLISSONNIER. On the influence of surfactants in electrowetting.
Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects, 2007. doi:10.1088/0960-1317/17/11/007

T. SORDEL, F. KERMAREC-MARCEL, S. GARNIER-RAVEAUD, N. GLADE, F. SAUTER, C. PUDDA, M. BORELLA, M. PLISSONNIER, F. CHATELAIN, F. BRUCKERT and N. PICOLLET-D’HAHAN.
Morphology and adhesion of CHO cells on materials for cell-on-chip device. Biomaterials, 28 (8), pages 1572-1584, 2007. doi:10.1016/j.biomaterials.2006.10.032

M. BORELLA, M. PLISSONNIER and T. BELMONTE.
PECVD Synthesis of Polysiloxane-Like Thin Films with Very Low Contact Angle Hysteresis. Plasma Processes and Polymers, 4 (S1), pages S771-S775, 2007. doi:10.1002/ppap.200731902

- Conférences.

PSE2006. M. BORELLA, M. PLISSONNIER and T. BELMONTE.
Présentation orale. PECVD Synthesis of Polysiloxane-Like Thin Films with Very Low Contact Angle Hysteresis. 2006, Garmisch-Partenkirchen, Germany.

25ème JNOG. C. MARTINEZ, K. GILBERT, C. KOPP et M. BORELLA. Poster. Assemblage de fibres par réplication polymère. 2006, Metz, France.

IEACM-2. M. BORELLA, M. PLISSONNIER, N. GLADE et T. BELMONTE.
Poster. Fonctionnalisation de Surface de Films Minces de Type Polysiloxane pour une Adhésion Localisée de Substances Chimiques et Biologiques, lauréat du meilleur poster. 2005), Nancy, France.

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