Caractérisation et analyse de nanoparticules en laboratoire
Acteurs dans la cosmétique, les dispositifs médicaux, l’électronique, l’industrie textile, l’aérospatiale, le domaine pharmaceutique, l’alimentaire ou encore de la chimie fine, vous cherchez à améliorer ou substituer vos produits par l’utilisation des nanomatériaux (nanocapteurs, nanovecteurs, nanoparticules, nanocomposites, nanocatalyse…).
Pour cela, le support d’un laboratoire spécialisé dans l’analyse de nanoparticules, disposant d’outils précis et métrologiquement suivis, vous permet d’évaluer les performances, les optimiser et comprendre leurs effets sur vos applications, que ce soit dans vos matières premières que dans vos produits finis.
Vos besoins : analyser les propriétés et les effets des nanoparticules dans vos domaines d’application
Analyse de nanoparticule en laboratoire
L’analyse des nanoparticules permet de comprendre les propriétés physiques, chimiques et leurs effets. Notre laboratoire spécialisé dans la caractérisation de nanomatériaux et l’analyse de nanoparticules met à votre disposition des techniques de pointe pour :
- Identifier et quantifier les nanoparticules,
- Étudier la morphologie, taille et distribution,
- Comprendre leurs interactions dans votre environnement d’application.
Les différents types de nanoparticules
Les nanoparticules se déclinent en plusieurs types selon leur composition, leur taille et leurs propriétés spécifiques.
Les nanoparticules inorganiques
Composées de métaux ou d’oxydes métalliques, elles sont stables et polyvalentes. Utilisées dans les écrans solaires, la dépollution et les dispositifs médicaux. Exemples : argent, or, dioxyde de titane (TiO₂).
Les nanoparticules organiques
À base de carbone, elles sont biocompatibles et biodégradables. Elles servent à la délivrance de médicaments, la conservation alimentaire et les biotechnologies. Exemples : nanoparticules lipidiques, chitine.
Les nanoparticules de carbone
Graphène, nanotubes et fullerènes offrent conductivité et résistance. Elles sont utilisées en électronique, aéronautique et pour les batteries d’énergies renouvelables.
Les nanoparticules hybrides
Combinant matériaux organiques et inorganiques, elles allient polyvalence et performance pour l’imagerie médicale, les matériaux intelligents et la détection de polluants.
Les propriétés physico-chimiques des nanoparticules
Les nanoparticules sont intégrées dans la formulation de produits et de matériaux pour optimiser leurs propriétés fonctionnelles et répondre aux exigences techniques des industriels. Grâce à leur taille nanométrique et à leur surface spécifique élevée, elles permettent d’améliorer la résistance mécanique, la durabilité, ou encore les performances physico-chimiques des matériaux. Leur utilisation favorise également une meilleure maîtrise des interactions à l’échelle moléculaire, offrant des solutions avancées en termes de réactivité, de stabilité ou de ciblage dans des formulations complexes.
Pourquoi identifier et quantifier les nanoparticules ?
L’identification et la quantification des nanoparticules sont essentielles pour maîtriser leurs propriétés, garantir leur sécurité et optimiser leurs effets dans un matériaux ou un échantillon.
Ce type d’analyse répond à plusieurs enjeux :
- Sécurité sanitaire : assurer que les nanoparticules utilisées ne présentent pas de risques pour la santé humaine, notamment dans les secteurs pharmaceutique et cosmétique
- Conformité réglementaire : respecter les normes en vigueur concernant l’utilisation des nanoparticules, telles que celles établies par la Pharmacopée Européenne
- Optimisation des performances : adapter les propriétés des nanoparticules pour améliorer l’efficacité des produits, par exemple en ajustant la taille des particules pour influencer la biodisponibilité dans les médicaments
- Contrôle de la qualité : détecter et identifier les particules indésirables ou les contaminations dans les produits pour garantir leur pureté et leur qualité
- Innovation technologique : développer de nouveaux matériaux et applications en comprenant et en manipulant les propriétés uniques des nanoparticules
Nos solutions : vous accompagner dans la caractérisation et l'analyse de nanoparticules
Disposant d’un parc analytique de 5 200m² et d’une équipe dédiée à l’analyse de particules, le laboratoire vous propose des services d’accompagnement dans l’étude et le développement de vos produits à base de nanoparticules. FILAB dispose notamment des techniques suivantes :
Nos prestations
L’analyse des nanoparticules comprend :
- Caractérisation morphologique : mesure de la taille, de la forme et de la distribution des particules via des techniques comme la microscopie électronique (MEB).
- Analyse chimique : identification de la composition élémentaire et moléculaire pour déterminer leurs propriétés.
- Étude de surface : évaluation de la charge et de la fonctionnalisation pour anticiper les interactions avec d’autres substances.
- Analyse granulométrique : mesure de la répartition des tailles des particules dans un échantillon.
- Analyse du suivi individuel de particules : permet d’observer et de quantifier les particules en mouvement dans un milieu donné. Cette analyse permet de comprendre leur dispersion, leur stabilité et leurs interactions.
Nos techniques de caractérisation de nanoparticules
ICP-AES et ICP-MS : analyse de traces et de composition chimique sur un produit à base de nanomatériaux
DRX : analyse structural
BET : mesure de la surface spécifique
SP-ICP-MS : détection de nanoparticules
MEB-FEG-EDX : détermination de la taille et de la forme de nanoparticules
Granulométrie Laser : comptage et distribution granulométrique
Pycnométrie à l'hélium : mesure de la densité
DLS : mesure de nano-émulsion et étude de stabilité d’une suspension par titration du Potentiel Zêta
Nos accréditations pour la caractérisation de nanoparticule
FILAB est le premier laboratoire accrédité COFRAC ISO 17025 pour la caractérisation des nanomatériaux, et précisément la distribution de taille et forme de nanoparticules par MEB-EDX, et la détermination de la taille des nanoparticules par SP-ICPMS.
Cette accréditation garantit des analyses fiables et conformes aux exigences réglementaires. Cet engagement qualité permet d’accompagner nos clients industriels dans des conditions optimales. En tant que laboratoire agréé Crédit Impôt Recherche (CIR), FILAB contribue activement à vos projets d’innovation en offrant des prestations éligibles au financement de la recherche. De plus, FILAB est membre de la commission AFNOR/X457 « Nanotechnologies », participant ainsi à l’élaboration des normes et des bonnes pratiques liées aux nanomatériaux.
Utilisation de nanoparticules en pharmaceutique et cosmétique
Protection solaire améliorée
Les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂) et d’oxyde de zinc sont utilisées dans les crèmes solaires pour offrir une protection efficace contre les UV tout en étant invisibles sur la peau. Leur petite taille garantit une application uniforme et un effet esthétique optimal.
Délivrance ciblée de médicaments
Dans le secteur pharmaceutique, les nanoparticules lipidiques permettent de transporter les principes actifs jusqu’aux cellules cibles. Par exemple, dans les traitements anticancéreux, elles optimisent la biodisponibilité et réduisent les effets secondaires sur les tissus sains.
Amélioration des implants médicaux
Les nanoparticules d’argent, utilisées pour leurs propriétés antibactériennes, sont intégrées dans les implants et dispositifs médicaux. Elles réduisent les risques d’infection post-opératoire tout en maintenant la biocompatibilité.
Propriétés anti-âge en cosmétique
Les nanoparticules d’or colloïdal sont intégrées dans des crèmes anti-âge pour leurs effets antioxydants et régénérants. Elles pénètrent les couches superficielles de la peau, stimulant la production de collagène pour une action ciblée.
Utilisation de nanoparticules en métallurgie
En métallurgie, l’ajout de nanoparticules d’alumine (Al₂O₃) aux alliages augmente leur résistance mécanique et thermique. Cela améliore les performances des pièces métalliques pour des applications industrielles comme l’aéronautique ou l’automobile.
De plus, les nanotubes de carbone intégrés dans des matériaux composites améliorent considérablement leur résistance mécanique et leur légèreté. Par exemple, dans l’aéronautique, ces nanoparticules sont utilisées pour renforcer des structures en fibres polymères, rendant les avions plus résistants tout en réduisant leur poids.
Chaque secteur industriel, confronté à des échantillons complexes comme des poudres, des suspensions ou des matériaux finis, nécessite une analyse rigoureuse des nanoparticules les composant.
Nos autres services
FILAB intervient également sur des prestations plus larges liées aux nanoparticules :
Développement et validation de méthodes analytiques spécifiques aux nanoparticules
Etude bibliographique et règlementaire sur les nanoparticules
Pour vous accompagner dans les meilleures conditions, le laboratoire FILAB est membre de la commission AFNOR/X457 « Nanotechnologies »
A travers nos trois niveaux de prestations – l’analyse, l’expertise et l’accompagnement R&D –FILAB accompagne les entreprises de tout secteur et de toute taille, dans la résolution de leurs problématiques industrielles, en mettant à la disposition de ses clients le savoir-faire et l’expérience de son équipe.
*Notre portée d’accréditation comprend :
- La distribution de taille et forme de nanoparticules par MEB-EDX
- La détermination de la taille des nanoparticules par SP-ICPMS
(Plus de renseignements sur www.cofrac.fr – accréditation n°1-1793)
Pour des analyses fiables et complètes, le laboratoire vous propose les techniques analytiques de pointe telles que :
- ICP-AES et ICP-MS : analyse de traces sur un produit contenant des nanomatériaux
- MEB-FEG-EDX : identification de la taille et de la forme de nanoparticules
- Granulométrie Laser : comptage et distribution granulométrique
- DRX : analyse structurale
- DLS : mesure de nano-émulsion et étude de stabilité d’une suspension par titration du Potentiel Zêta
- BET : mesure de la surface spécifique
- SP-ICP-MS : détection de nanoparticules
Un nanomatériau est défini par le règlement cosmétique européen CE 1223/2009 comme étant un « matériau insoluble ou bio-persistant, fabriqué intentionnellement et se caractérisant par une ou plusieurs dimensions externes, ou une structure interne, sur une échelle de 1 à 100 nanomètres.”(selon l’ISO 80004).
Le règlement cosmétique européen CE 1223/2009 stipule donc que:
– Les nanomatériaux doivent faire l’objet d’un étiquetage spécifique (mention [nano] dans la liste ingrédient précédé de l’ingrédient INCI).
– Les produits cosmétiques contenant des nanomatériaux doivent être notifiés à la Commission via le portail européen CPNP (article 13 & 16) 6 mois avant la mise sur le marché.
Au niveau national, la déclaration R-Nano oblige à tracer l’utilisation de nanomatériaux. En effet, qu’elle soit volontaire ou involontaire, l’utilisation de nanomatériaux doit être déclarée et tracée, en passant par des caractérisations physico-chimiques de pointe. Concernant les utilisations involontaires de nanoparticules, les principales suspicions se situent au niveau des matières premières de type oxydes métalliques et matières minérales (TiO2, ZnO, SiO2, Fe2O3, CaCO3 …).
La caractérisation des nanoparticules inorganiques consiste à analyser leurs propriétés telles que la taille, la forme, la composition chimique et la distribution. Ces nanoparticules, comme celles à base de métaux ou d’oxydes, sont essentielles dans des secteurs tels que les cosmétiques, la pharmacie et l’industrie pour garantir performance et conformité.
La caractérisation des nanoparticules vise à identifier leurs propriétés morphologiques (taille, forme), chimiques (composition), et leur répartition dans un échantillon. Ces analyses garantissent la qualité, la sécurité et l’optimisation des produits dans divers secteurs industriels.
Le laboratoire FILAB spécialisé dans les analyses chimiques et caractérisation de matériaux offre des analyses approfondies des nanoparticules, incluant la microscopie électronique, l’analyse granulométrique, chimique et de surface. Ces études permettent de contrôler la qualité, d’optimiser les performances des produits et de répondre aux exigences réglementaires.
L’analyse de suivi des nanoparticules sert à évaluer leur comportement dynamique, comme leur dispersion et leur agglomération. Cela aide à maîtriser leur utilisation dans des secteurs tels que la médecine, l’environnement ou les matériaux avancés pour assurer sécurité et efficacité.
