De nouveaux revêtements pour les flacons médicaux en verre
Les interactions jouent un rôle important dans la fonctionnalité et la performance. Toutefois, la fonctionnalité est touchée lorsqu'une adhérence se produit au contact avec des médicaments à base de protéine. La cohésion est un autre effet indésirable touchant la performance dans les interactions entre phases vitreuses ou entre le verre et l'environnement; ce qui pose des difficultés techniques particulières. Le projet ADGLASS(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) («Adhesion and cohesion at interfaces in high performance glassy systems»), financé par l'UE, a développé de nouvelles technologies de revêtement afin de modifier les forces au contact de matériaux en verre et empêcher les effets indésirables. Les travaux ont été bien soutenus par la poursuite du développement d'une récente méthode de modélisation atomistique intégrant plusieurs échelles de temps et de taille pour couvrir les descriptions mécaniques classiques et celles de nature quantique. Des scientifiques ont perfectionné la technique de modélisation et élaboré des descriptions classiques des énergies potentielles et champs de force. Ils ont ensuite développé des simulations atomistiques quantiques, quantiques/classiques et purement classiques de l'absorption de protéine au niveau des interactions entre des oxydes (dioxyde de silicium (SiO2) et dioxyde de titane (TiO2)) et l'eau. Des descriptions similaires ont été élaborées pour simuler les propriétés mécaniques et chimio-mécaniques d'interfaces de couches minces vitreuses, notamment en ce qui concerne la propagation des fissures. Les travaux expérimentaux ont alimenté la modélisation des deux applications. Suite aux progrès théoriques et expérimentaux, l'équipe a produit et testé un revêtement plasma antiadhésif de type polyéthylène glycol (PEG) pour les flacons de verre destinés aux applications pharmaceutiques. Le revêtement de type PEG a démontré un niveau d'absorption bien inférieur par rapport aux autres flacons de référence. L'optimisation a permis de réduire de plus de 20 fois l'absorption de fibrinogène. Les nanoparticules SiO2 intégrées comme matériau liant dans une phase TiO2 ont mené à la réalisation d'un revêtement monocouche pour panneaux de verre présentant des propriétés antireflet et anti-salissures (autonettoyant). Bien que le cadre du projet n'ait pas permis de développer une formule qui optimise simultanément les deux effets, les travaux ont fourni des orientations importantes pour la recherche future. La nouvelle technique de simulation atomistique d'ADGLASS, qui offre une flexibilité de dimensionnement de modèles sans précédent et une excellente précision de simulation, deviendra une nouvelle norme pour la modélisation de matériaux de base quantique. Les résultats du projet, en particulier les revêtements anti-adhérents destinés aux flacons de verre pharmaceutiques et au développement d'applications PV, auront un impact majeur sur les secteurs des soins de santé et de l'énergie solaire.
