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RÉSUMÉ
La biominéralisation regroupe les processus de minéralisation naturels qui fournissent une grande variété de structures inorganiques telles que les dents, les os, les coquilles et les carapaces. Ces propriétés ont été optimisées par sélection naturelle pour une fonction donnée et elles atteignent des performances remarquables, qui fascinent les chimistes des matériaux. Inspirée par ces procédés, il s'est développé durant les deux dernières décennies une chimie s'exerçant dans des conditions environnementales physiologiques appelée « chimie douce ». Le domaine de la biominéralisation s'est alors étendu à de nouvelles stratégies de synthèse des matériaux inspirées des procédés observés chez les organismes vivants.
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INTRODUCTION
La biominéralisation regroupe les processus de minéralisation naturels qui fournissent une grande variété de structures inorganiques telles que les dents, les os, les coquilles et les carapaces.
Ces propriétés ont été optimisées par sélection naturelle pour une fonction donnée et elles atteignent des performances remarquables, qui fascinent les chimistes des matériaux.
Inspirée par ces procédés, il s'est développé durant les deux dernières décennies une chimie s'exerçant dans des conditions environnementales physiologiques appelée « chimie douce » . Le domaine de la biominéralisation s'est alors étendu à de nouvelles stratégies de synthèse des matériaux inspirées des procédés observés chez les organismes vivants.
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Silice
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2. Quelques structures naturelles remarquables
Les biomatériaux dans les organismes vivants montrent généralement des structures composites entre des biomolécules et le composé inorganique. Ils sont parfaitement organisés sur plusieurs ordres de grandeur et la morphologie de ces architectures est adaptée à certaines fonctions spécifiques telles que la tenue mécanique ou la focalisation de la lumière. Un grand nombre de ces organismes est recensé dans les ouvrages de S. Mann et S. Weiner . Ici, seuls trois exemples de structures biologiques remarquables vont être présentés : l'éponge de verre Euplectella Aspergillum, l'étoile de mer en carbonate de calcium Ophiocoma Wendtii et le coccolithe Emiliana Huxlei, également formé de carbonate de calcium.
Les propriétés mécaniques et optiques de l'éponge en silice Euplectella Aspergillum sont particulièrement intéressantes. Tout d'abord, l'étude de la cage montre qu'il est possible de construire un édifice de masse faible, à grande tenue mécanique, à partir d'un matériau fragile : le verre. Cette cage montre un arrangement hiérarchique de l'échelle nanométrique à l'échelle centimétrique (figure 1). Des nanosphères de silice amorphe s'organisent en feuillets concentriques...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LIVAGE (J.) - Les procédés sol-gel : de l'art du feu à la chimie douce. - L'actualité chimique, 10, p. 4-10 (1997).
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(5) - AIZENBERG (J.), SUNDAR (V.C.), YABLON (A.D.), WEAVER (J.C.), CHEN (G.) - Biological Glass Fiber : Correlation between Optical and Structural Properties. - Proc. Natl. Acad. Sci., 101, p. 3358-3363, USA (2004).
-
(6) - SUNDAR...
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