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Conception des bioélectrodes enzymatiques à base de nano-matériauxdans des piles à combustible et des capteurs

PHC : Utique
Codes du projet : 14G1206 -- Campus N° 30583QD
Domaine : Chimie
Intitulé : Conception des bioélectrodes enzymatiques à base de nano-matériaux dans des piles à combustible et des capteurs
Porteur(s) : COSNIER serge, MAAREF Abderrazak
Date de début : 01/01/2014
Date de fin : 31/12/2016

Les nanomatériaux représentent un outil prometteur pour la réalisation du couplage des bio-organismes avec des circuitsélectroniques. Parmi les différents nano-objets disponibles, les nanotubes de carbone (CNTs) ont révélé de nombreusespropriétés spécifiques avantageuses pour la conception de nouveaux biocapteurs[1]. Les CNTs, constituent un outil polyvalentpour le développement de bioassemblages conducteurs en trois dimensions dédiés à améliorer la performance des bioélectrodesen termes de surface électroactive, de porosité et de taux de transfert d'électrons [2, 3].Notamment, en plus des excellentes propriétés pour le bio-interfaçage, ces nanocomposites montrent de très bonnesperformances de transfert d'électrons vers le site redox actif d'enzymes. En conséquence, les électrodes modifiées avec CNTs ontsuscité une attention considérable dans la conception de biopiles à combustibles. Grâce à la conversion d'énergie dans desconditions douces (20-40°C à pH neutre) et la spécificité aux substrats, de tels générateurs d'énergie électrique peuvent êtreutilisés dans des milieux complexes comme les organismes vivants ou végétaux sans aucune séparation entre les bioanodes etles biocathodes [4-6]Une application majeure est donc ciblée : Le développement des bioélectrodes pour les biopiles et biocapteurs de hauteperformance à base de nanotubes de carbone.La présence de glucose dans de nombreux végétaux permet d’envisager la production d’énergie à partir de la biomasse [7, 8]pour l’alimentation de petits dispositifs. Les limitations de ces bioélectrodes, sont une faible concentration de surface due à la tailledes enzymes, une connexion électrique difficile et une stabilité relativement faible. Nous avons récemment développé la biopile àglucose la plus puissante à ce jour, dépassant les caractéristiques des biopiles récemment développées au niveau mondial parSony [9] ou sur le plan national par N. Mano[10] puisque notre biopile génère une puissance de 1.3mW/cm-2 avec une tension aux bornes de 1V [11].Dans ce contexte, nous proposons de développer des architectures de bioélectrodes originales et capables de lever des verrousimportants pour améliorer leurs performances.

Objectifs

L’objectif de cette collaboration est donc la formation de bio-assemblages qui permettront la pénétration des analytes ou ducarburant partout dans la les nanostructures en forme de feuilles ou de fibres.

Résultats

Les principales retombées attendues sont au niveau scientifique, une meilleure compréhension des phénomènes limitant lesperformances et la durabilité des bioélectrodes et, au niveau technologique l’identification des processus qui régissent lavariabilité et l’amélioration de leurs performances. La dissémination des nouvelles connaissances produites par le consortium sefera à travers des conférences, publications et des brevets.

Informations supplémentaires

NR

Université Joseph Fourier

Partenaire français
Grenoble
http://www.ujf-grenoble.fr/

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Département de Chimie Moléculaire DCM


Responsable(s)
Serge COSNIER - Département de Chimie Moléculaire - Grenoble - Tél : 0456520811 - Email : karine.gorgy@ujf-grenoble.fr

Faculté des sciences de Monastir

Partenaire tunisien
Monastir
http://www.um.rnu.tn/content/fr/34/faculte-dessciences- de-monastir.html

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des Interfaces et des Matériaux Avancés LIMA


Responsable(s)
Abderrazak MAAREF - LIMA - Monastir - Tél : 00216500276 - Email :

Conception des bioélectrodes à base de nanomatériaux

Cotutelle - These - En cours
Par : Meryam BOUROUROU
Début de thèse : 01/01/2014
Présenté le : 01/01/2018
A : En cours
Co-directeurs :
  • COSNIER Serge
  • Université Joseph Fourier, Grenoble
  • MAAREF Abderrazak
  • Faculté des sciences de Monastir, Monastir

Publications

     

    Conférences et séminaires

    Etude de la mise en forme des bioélectrodes

    Colloque
    XIVème colloque du Groupe Français de Bioélectrochimie
    A : Lazaret-Sète, France
    Du : 22/09/2014
    Au : 25/09/2014
    Participants :
    BOUROUROU Meryam

    Etude de la mise en forme des bioélectrodes

    Colloque
    Nanodays
    A : Stuttgart, Allemagne
    Du : 25/04/2014
    Au : 25/04/2014
    Participants :
    BOUROUROU Meryam

    Appel à projet 2017

    L'appel à projet 2017 pour le PHC Utique est ouvert sur le site de Campus France du 16 février au 18 avril 2016

    PHC 01