SUCRINE — Étude de la nucléation en deux étapes lors de la précipitation en mileu fluide supercritique

L’amélioration de la biodisponibilité des médicaments passe par le développement des procédés de cristallisation pour lesquels le contrôle de la taille et de la cristallinité est maîtrisé. L’utilisation de procédés intensifiés tels que la cristallisation par antisolvant supercritique dans des microréacteurs nous a permis d’obtenir des cristaux de petite taille jamais atteinte jusque-là. Nous souhaitons, maintenant, aborder la problématique de la cristallinité des particules produites. Pour cela, nous étudierons la nucléation et la croissance d'un point de vue fondamental dans nos systèmes afin de proposer des solutions pour la préparation préférentielle de matériaux amorphes ou cristallins. Des résultats préliminaires ont montré que lors de leur précipitation, des nanoparticules organiques fluorescentes (molécules beaucoup plus fluorescentes à l’état solide qu’en solution) passaient tout d’abord par un état amorphe, puis cristallisaient. Ceci suggère que la nucléation se fasse en deux étapes plutôt qu’une, phénomène jamais étudié dans les fluides supercritiques. L’objectif du projet est donc d’étudier, par une approche couplée expérience/simulation, la nucléation en deux étapes (théorie non-classique de la nucléation) en microfluidique supercritique afin de parvenir à maîtriser la précipitation de la forme amorphe ou cristalline du matériau. Pour cela, nous développerons des molécules organiques fluorescentes pour lesquelles la signature spectrale permettra de discriminer finement le caractère amorphe ou cristallin du matériau. Ces molécules seront mises en forme dans des puces microfluidiques afin de caractériser thermodynamiquement et spectroscopiquement les phases obtenues. Le champ de sursaturation sera déterminé avec une grande précision grâce à la simulation numérique intensive afin de rationaliser son influence sur la phase produite. Ces résultats seront d'un intérêt majeur pour la préparation contrôlée de particules solides pour diverses applications.