M6 Fonctionnalisation des surfaces

Topique

Le fait que cette nanostructure présente un rapport surface/volume élevé, déjà établi par un autre modèle de cet assemblage, signifie que l'effet de toute modification chimique de sa surface – la fonctionnalisation de surface décrite par ce modèle – influence considérablement son comportement, bien plus que cette même modification chimique ne le ferait sur un matériau massif équivalent. Avec une telle proportion d'atomes de surface, ce qui se passe précisément à la surface cesse d'être un détail secondaire et devient un facteur déterminant du comportement global de cette nanostructure. Le fait que ce rapport surface/volume soit encore plus élevé renforce encore l'influence de cette fonctionnalisation de surface.

Cette même fonctionnalisation de surface fixe une densité d'ancrage de ligands spécifique à la surface de la nanostructure. C'est cette densité d'ancrage, ainsi que la surface de la nanostructure (qui établit un autre modèle pour cet assemblage), qui détermine le revêtement total de ligands obtenu par cette fonctionnalisation : plus le nombre de ligands ancrés par unité de surface est élevé, et plus la surface totale de la nanostructure est grande, plus le nombre total de ligands ancrés sur toute sa surface est important. À surface égale, une densité d'ancrage des ligands plus élevée induit un revêtement total plus important.

Ainsi, ce modèle, avec la fonctionnalisation de surface et le revêtement total de ligands qui ont présidé à son développement, implique que l'épaisseur de la couche de ligands résultante, lorsque cette densité d'ancrage est suffisamment élevée pour contraindre les ligands voisins à s'étaler en brosse plutôt qu'à s'aplatir à la surface, détermine deux conséquences distinctes déjà décrites par d'autres modèles de cet ensemble : d'une part, cette épaisseur modifie directement la portée effective de la répulsion électrostatique dont dépend l'équilibre du potentiel DLVO, contrôlant ainsi la stabilité colloïdale de cette suspension et l'agrégation qui se produit en cas de rupture de cette stabilité ; d'autre part, cette même épaisseur modifie la taille effective et l'énergie de surface perçues par une membrane cellulaire, contrôlant ainsi la biocompatibilité de cette nanostructure avec cette même membrane. Le fait que cette fonctionnalisation de surface, par le biais de cette épaisseur de couche de ligand, module simultanément ces deux résultats très différents en fait, en pratique, le principal outil disponible pour ajuster délibérément le comportement de cette nanostructure sans avoir besoin de changer le matériau qui la compose.

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