Résumé
Le but de ce travail était de développer de nouveaux nano-objets multifonctionnels à base de silice mésoporeuse comme plateforme pour l'encapsulation de complexes moléculaires et de nanoparticules pour des applications biomédicales et de catalyse. Nous avons choisi de focaliser principalement notre travail sur la morphologie stellate de la silice. En effet, leur large porosité est très intéressante pour l'incorporation de grosses molécules telles que des complexes et conserve une grande accessibilité des espèces incorporées ce qui a un impact majeur en catalyse. Ainsi, nous avons travaillé sur l'encapsulation de diverses molécules aux propriétés pour la catalyse et la luminescence. En effet, l'encapsulation de telles espèces dans la silice peut permettre de les protéger, de leur donner une efficacité en milieu aqueux, une meilleure biocompatibilité ou d’assembler plusieurs espèces aux propriétés différentes dans un unique objet.Ce travail s'est concentré sur la synthèse et la caractérisation de tels objets et est divisé en quatre parties principales : l'incorporation d'un complexe Mn2 bio-inspirés pour une activité de type catalase dans l'eau, l'encapsulation de complexes de lanthanides pour la thermométrie par luminescence dans l'eau, le développement d'une nouvelle plateforme cœur-coquille couplant les propriétés magnétothermiques des nanoparticules de Fe3O4 et la thermométrie par des complexes de lanthanides à travers une coquille de silice stellate et la synthèse de nanoparticules de silice mésoporeuse à coeur de bleu de Prusse (PB) pour coupler la thermométrie par des complexes de lanthanides et l'hyperthermie photo-induite. La stratégie sol-gel de double fonctionnalisation in situ a conduit à la formation de nanoparticules de silice d'environ 72 nm présentant une grande porosité ouverte avec une localisation préférentielle de la 1,4-pyridine à l'intérieur des pores et du zwitterion sulfobétaïne à la périphérie des nanoparticules. Ces nano-objets presentaient une meilleure activité de mimétisme de la catalase dans l'eau grâce à l'encapsulation/immobilisation du complexe à proximité des pyridines (catalyse de la dismutation du peroxyde d'hydrogène) et une grande stabilité colloïdale dans l'eau grâce aux zwitterions sur la surface externe des nanoparticules. Une voie de synthèse similaire a été utilisée pour obtenir des nanoparticules de silice hybrides présentant deux fonctions : acétylacétonate dans la porosité et zwitterions sur la surface externe des nanoparticules. Nous avons obtenu des objets inédits présentant de grandes propriétés luminescentes et thermométriques grâce à l'encapsulation des complexes [(Tb/Eu)9(acac)16(μ3-OH)8(μ4-O)(μ4-OH)] ·H2O et au bouchage des pores pour éviter le relargage et l'interaction chimique avec l'environnement. Il apparait alors très intéressant de coupler l'utilisation de la silice mésoporeuse avec d'autres nanoparticules présentant des propriétés magnétiques telles que les nanoparticules d'oxyde de fer.Ainsi, nous avons adapté une synthèse publiée pour des nanoparticules cœur-coquille Fe3O4@SiO2 pour synthétiser de nouvelles nanoparticules couplant des cœurs Fe3O4 prometteurs développés dans notre laboratoire avec une coquille de silice stellaire chargée de complexes de lanthanides. Les résultats préliminaires indiquent une bonne sensitivité thermique et donc, que de tels objets pourraient être utilisés pour une lecture de la température par thermométrie émissive.De même, nous avons développé une nouvelle synthèse pour obtenir des nanoparticules PB@SiO2. Ainsi, le chargement de la coquille de silice avec des espèces de lanthanides pour la thermométrie émissive pourrait permettre l'observation directe de la température à proximité du point de chauffage (ici le noyau inorganique) et aider à une meilleure compréhension des phénomènes d'hyperthermie photo-induite et magnéto-induite.