Ministère de tutelle : Ministère de l’Enseignement Supérieur

Université : Monastir

Etablissement : Institut Préparatoire aux Etudes d’Ingénieurs de Monastir statut : EPA,EPNA,EPIC,EPR,EPS

Département : Chimie

N° d’identification de l’unité de recherche 17ES31

Adresse Postale : rue Ibn ElJazzar         code :5019

Nom du responsable de l’unité de recherche : Ezzedine BEN SALEM  

Téléphone personnel :73482765                 portable : 97256624          

E-mail personnel : ezzedine.bensalem@ipeim.rnu.tn

Date de création de l’unité de recherche : 2017

Les objectifs peuvent se résumer en trois volets :

• Volets 1 : Biomatériaux et Nanotechnologies 

Récemment, grâce aux nanotechnologies, de nouveaux chromophores ont été mis au point : il s’agit de nanocristaux semi- conducteurs agissant comme complexant et dont la particularité est de présenter une fluorescence dont la longueur d’onde varie avec la taille et la nature chimique du matériau complexé. Par rapport aux composés organiques ordinaires, ces complexants présentent l’avantage d’émettre une intense fluorescence une fois entrés en contact avec matériau complexé et de ne pas se dégrader sous l’action répétée de la lumière.

Par ailleurs ces capteurs biochimiques trouvent leur utilité dans différents domaines de la vie courante, du fait de leurs nombreuses applications potentielles.

Dans le domaine environnemental, ils permettent le contrôle de la toxicité des eaux, les analyses dans le cadre de la purification et le traitement des eaux usées, ainsi que les analyses microbiologiques avant la distribution (présence de pesticides et autres agents polluants). Ils donnent aussi des informations sur la qualité de l’air en relevant la présence de polluants atmosphériques. Dans ce cadre nous proposons ici une voie originale pour la préparation d’une part des nouveaux biocomplexants fluorescents pour la détection et complexation des métaux lourds et d’autre part des biocapteurs dopés par des nanoparticules de magnétite (Fe3O4) et Ni° présentant une haute fluorescence par détection et complexation sélective de certains pesticides.

Notre expérience et notre savoir-faire dans la préparation des bio-macromolécules cycliques (tétraaza-2,3dialdéhyde microcristalline cellulose) et leurs dopage par des nanoparticules de Fe3O4 nous facilitera la réalisation de ce travail et la mise en œuvre du produit escompté. Encouragés par nos résultats précédents pour le traitement et la valorisation des biomatériaux comme adsorbants efficaces de colorants et complexant forts des métaux lourds et pesticides, le présent travail de recherche à comme objectifs : 

1. La préparation d’un ensemble de bases de Schiff (NDA-g-DAC), (ADA-g-DAC), [RBz- (NDA-g-DAC)], [RBz- (NDA-g-DAC)], [PAQ- (NDA-g-DAC)] et [PAQ- (ADA-g-DAC). 
2. Les bases de Schiff dopées par les nanoparticules de magnétites [RBz- (NDA-g-DAC) @ Fe3O4], [RBz- (ADA-g-DAC) @ Fe3O4] , [PAQ- (NDA-g-DAC) @ Fe3O4] [PAQ- (ADA-g-DAC) @ Fe3O4] serons préparées en utilisant la co-précipitation chimique d'ions ferriques et ferreux coordonnés dans une matrice tetra aza cellulose dans des conditions optimisées, puis [RBz- (NDA-g-DAC) @ Ni], [RBz- (ADA-g-DAC) @ Ni] , [PAQ- (NDA-g-DAC) @ Ni] [PAQ- (ADA-g-DAC) @ Ni] seront préparées en utilisant NiCl2.6H2O suivi d'une réduction chimique in situ par l’hydrazine.
3. Enfin, des modélisations de la complexation des métaux lourds et des pesticides nous permettront d’évaluer la capacité de complexation dans un large domaine de concentration. L’étude de la cinétique de complexation et la détermination de la loi de vitesse permettra une évaluation précise de l’efficacité des nouveaux chromophores

La réalisation de ces produits et leurs teste à grandeur nature, nous ouvrira des opportunités à ne pas rater avec celui du satellite FLEX (Fluorescence Explorer) qui a pour objectif de fournir les toutes premières images de fluorescence de plantes à haute résolution spatiale, offrant une meilleure estimation de la photosynthèse globale et de l'assimilation du carbone atmosphérique par les plantes. Nous opterons à l’étalement de la mission ce satellite pour le suivie de la pollution aquatique, fluviale et maritime par les métaux lourds et les pesticides. Des tests de visionnage des images satellites des sites contaminés par métaux lourds et pesticides seront réalisés par les centres spécialisés dans le traitement des images émis par satellites tel-que le CRMN : Centre de Recherche en Microélectronique et Nanotechnologie de Sousse – Tunisie doté d’une mission de collaboration dans le domaine de la télédétection.

• Volet 2 : Matériaux Organo-Apatites 

La qualité des eaux de surface peut être affectée par les polluants de type industriel, agricole (résidus des pesticides, margines et d’autres produits chimiques apparents) et domestique induite par l’absence de traitement préalable des rejets et l’abus de l’utilisation intensive des produits phytosanitaires et médicamenteux. Ceci pourrait être à l’origine de graves problèmes d’approvisionnement en eau potable dans le futur. A l’issue de cette recherche, nous proposons des solutions de valorisation de certaines ressources naturelles pour la remédiation des eaux contaminées. Dans cet objectif, nous allons procéder à l’élaboration et la caractérisation de nouveaux systèmes poreux ainsi qu’au développement de techniques de protection de l’environnement. Ainsi, nous cherchons à tirer profit des connaissances et du savoir-faire acquis par nos chercheurs dans le domaine de la chimie des matériaux et nanomatériaux poreux à applications diverses nos objectifs se résument dans les parties suivantes : 

1.  L’élaboration de nouveaux matériaux par des méthodes de la chimie douce, peu onéreuses, adaptée aux exigences environnementales.
2.  L’élaboration et caractérisation de nouveaux adsorbants hybrides préparés à partir des ressources naturelles, « hydroxyapatite- polymère» et « hydroxyapatite- alginate », capables de substituer des adsorbants onéreux comme le charbon actif.
3.  L’application des organo-apatites préparées pour stabiliser et remédier les polluants organiques et minéraux, ceci est un atout très important pour l’aspect de l’élimination et l’éventuelle utilisation pour la décontamination des eaux usées. Cette technologie dite « propre » permet de limiter l’utilisation excessive des réactifs commerciaux (sels de calcium et phosphates) et de réduire l'apparition de déchets en aval.

• Volet 3 : Matériaux Hydroxyapatite

En raison de sa biocompatibilité et bioréactivité avec le corps humain mais aussi sa composition chimique et sa structure cristallographique similaires à celles de l’os, l’hydroxyapatite fait l’objet depuis plus d’une trentaine d’années de nombreuses études à travers le monde. Toutefois, d’après les nombreuses revues qui ont été publiées sur ce matériau, de nombreux problèmes restent à résoudre :

•  l’apatite biologique n’est pas bien cristallisée et elle renferme de nombreux éléments chimiques et groupements atomiques de concentrations plus ou moins importantes.  
•  Comme toute céramique, les matériaux apatitiques sont fragiles et par conséquent leurs propriétés mécaniques doivent être améliorées.
•  comportement in vivo de ces matériaux.

Ces quelques aspects, pris comme exemples, montrent qu’il reste beaucoup à faire pour aboutir à des matériaux aussi proches que possible de l’os par leurs compositions et propriétés. Par ailleurs, plusieurs laboratoires étrangers élaborent des composés hybrides hydroxyapatites-molécules organiques pour des applications en médecine, catalyse, luminescence  ou la rétention des métaux lourds. Nos objectifs sont dans ce contexte :

1.  L’élaboration de nouveaux matériaux à base d’apatite par des méthodes de la chimie douce ou par la voie hydrothermale de biocéramiques de composition chimique proche des tissus durs biocompatibles, bio résorbables et résistants.
2.  L’élaboration et la caractérisation de nouveaux matériaux luminophores à base d’apatite dopée aux terres rares.

Les mots clés de l’UR (4 mots)  Biomatériaux, Phosphates, nanoparticules et graphène.    

Laboratoires ou organismes étrangers ayant des relations de collaboration régulière avec l’UR :

• Institut des Céramique de l’université de Limoges (France)  
• Laboratoire des Matériaux et Nanomatériaux de l’Université de Tarragone (Espagne)
• Laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères, UMRCNRS5223 (IMP) Villeurbanne (France).
• Institut des Sciences des Matériaux de l´Université de Valencia (Espagne).
• Laboratoire des organométalliques et chimie des macromolécules composites. Faculté des Sciences et Techniques, Université Kady ayyad, Marrakech, Maroc. 

1. A. Mehri , S. Ben Moussa, A. Laghzizil , J. M. Nunzid , B. Badraoui; A new in situ enhancement of the hydroxyapatite surface by Tyramin: Preparation and interfacial properties; Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (2020) in press.

2. S. Ben Moussa, Afef Mehri, B. Badraoui,; Magnesium modified calcium hydroxyapatite: An efficient and recyclable catalyst for the one-pot Biginelli condensationJournal of Molecular Structure (2019) doi.org/10.1016/j.molstruc.2019.127111 

3. Sana ben Moussa, Afef Mehri, Michel Gruselle, Patricia Beaunier, Guyl_ene Costentin, Bechir Badraoui; Combined effect of magnesium and amino glutamic acid on the structure of hydroxyapatite prepared by hydrothermal method; Materials Chemistry and Physics 212 (2018) 21-29

4. K. kaaroud, S. Ben Moussa, N. Brigui, B. Badraoui; Some Structural Properties of the Mixed Lead–Magnesium Hydroxyapatites; Russian Journal of Physical Chemistry A (2018)

5. S. Ben Moussa, J. Lachheb , M. Gruselle, B. Maaten, K. Kriis, T. Kangerd,K. Tõnsuaadu, B.. Badraoui; Calcium, Barium and Strontium apatites: A new generation of catalysts in the Biginelli reaction ; Tetrahedron 73 (2017) 6542-6548

6. S. Ben Moussa, M. Laajimi, R. Ben Chaâbane, B. Badraoui, M.Gruselle, A. Laghzizi ;  Synthesis, Rietveld refinements and electrical conductivity of news fluorobritholite based on lead Ca7-xPbxLa3(PO4)3(SiO4)3F2 (0 _ x _ 2); Journal of Molecular Structure 1147 (2017) 114-120

7. S. Ben Moussa, H. Bachouâ, M. Gruselle, P. Beaunier, A. Flambard, B. Badraoui; Hybrid organic-inorganic materials based on hydroxyapatite structure; Journal of Solid State Chemistry 248 (2017) 171–177.

8. Rania HajAli, Helene Ageorges, Samia Nasr, Ezzedine Ben Salem ; Zinc and Strontium Co-Substituted Hydroxyfluorapatite : Synthesis, Sintering and Mechanical Properties, Materials Research Bulletin, Volume 112, April 2019, Pages 84-94. 

9. Hanen Hajji, Samia Nasr,  Nadine Millot, Ezzedine Ben Salem ; Study of the influence of synthesis parameters on the physicochemical properties of hydroxyfluoroapatite via the Taguchi method, Powder Technology, Volume 356,  2019, Pages 566-580.  

10. Hajer Ammar, Samia Nasr, Helene Ageorges, Ezzedine Ben Salem; Sintering and mechanical properties of magnesium containing hydroxyfluorapatite, Journal of the Australian Ceramic Society. Volume ,  2019, Pages 566-580.  

11.Marwa Chaabene, Soumaya Agren, Abdul Rahman Allouche, Mohamed Lahcinie, Rafik Ben Chaâbane, Mohamed Hassen V. Baouab; Theoretical and experimental investigations of complexation with BF3.Et2O effects on electronic structures, energies and photophysical properties of Anil and tetraphenyl (hydroxyl) imidazole. J. App. Org. Metalic. Chem. DOI. 10.1002 / aoc.5218

12.Laroussi CHAABANE, Hassiba CHAHDOURA, Wassim MOSLAH, Emmanuel BEYOU, Mohammed LAHCINI, Najet SRAIRI-ABID, Mohamed Hassen V BAOUAB; Synthesis and characterization of Ni (II), Cu(II), Fe(II) and Fe3O4  nanoparticle complexes with tetraaza macrocyclic Schiff base ligand for antimicrobial activity and cytotoxic activity  against cancer and normal cells. J. App. Org. Metalic. Chem. DOI. 10.1002 /aoc.4860:

 13. Laroussi CHAABANE, Emmanuel BEYOU, Amel Elghali, Mohamed Hassen V BAOUAB; Comparative Studies on the Adsorption of Metal Ions from Aqueous Solutions Using Various Functionalized Graphene Oxide Sheets as Supported Adsorbents. Journal of Hazardous material, DOI.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121839