Les molécules amphiphiles : la recherche de pointe est-elle la clé du développement industriel ?

L’utilisation des molécules amphiphiles remonte aux temps les plus reculés de l’antiquité. En effet l’action d’un milieu alcalin sur la graisse donne du savon qui, de tout temps, a été un produit de première nécessité que l’on stocke en période d’incertitude au même titre que le sucre ou les féculents.

Le savon est donc probablement le plus ancien produit chimique industriel. On s’est aperçu, depuis, que les savons appartenaient à une famille plus vaste de molécules, dites amphiphiles qui constituent notamment la base des organisations biologiques, et dont on peut faire varier la structure et les propriétés dans une large mesure.

L’industrie chimique utilise abondamment ces molécules qui ont des propriétés tensioactives dans pratiquement tous les domaines d’application. De la détergence aux spécialités chimiques en passant par les domaines phytosanitaire, agro-alimentaire, cosmétique et pharmaceutique, aucune application n’échappe à la nécessité d’utiliser ces molécules dont les propriétés permettent des formulations de plus en plus élaborées. C’est, en effet, dans le domaine de la formulation que l’intérêt des molécules tensioactives apparaît le plus évident.

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Couverture
Les molécules tensioactives peuvent s’adsorber à la surface de microgouttelettes d’huile dispersées dans de l’eau. On obtient ainsi des émulsions dont la stabilité dans le temps dépend de l’aptitude des molécules de tensioactif à protéger les gouttelettes contre les phénomènes de coalescence. On peut aussi utiliser une forme d’huile magnétique ou ferrofluide (dispersion d’oxyde magnétique dans l’huile) à la place d’une huile classique et ainsi obtenir des microgouttelettes magnétiques de diamètre 0,2 microns. En présence d’un champ magnétique, les gouttelettes s’alignent en formant des chaînes de gouttelettes dans la direction du champ. La lumière est alors diffractée par ces chaînes et la couleur qui apparaît dépend de l’intensité du champ magnétique appliqué. En effet, la force du champ augmente la force attractive entre gouttelettes dans la chaîne et réduit la distance d’équilibre entre gouttelettes. On obtient un échantillon rouge (figure a) aux champs faibles, il devient jaune, puis vert (figure b) aux champs plus forts. En absence de champ, une émulsion magnétique est marron clair. La présence de molécules tensioactives ioniques à la surface des gouttelettes confère des forces répulsives à longue portée. En présence de sel (figure a), ces forces sont écrantées et la distance d’équilibre dans la chaîne est progressivement réduite en fonction du gradient de concentration en sel. Comme on peut le voir sur la figure a, la mise en contact d’une goutte d’eau salée avec l’échantillon permet d’observer toutes les couleurs en fonction du gradient de concentration imposé par la diffusion du sel dans l’eau. (F. Leal Calderon, O. Mondain Monval et J. Bibette, Centre de Recherche Paul Pascal-université de Bordeaux I).