EP3028334A1 - Fuel biocell - Google Patents

Fuel biocell

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EP3028334A1
EP3028334A1 EP14777811.2A EP14777811A EP3028334A1 EP 3028334 A1 EP3028334 A1 EP 3028334A1 EP 14777811 A EP14777811 A EP 14777811A EP 3028334 A1 EP3028334 A1 EP 3028334A1
Authority
EP
European Patent Office
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nanoparticles
ethylenic
acetylenic
molecule
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14777811.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Aurélien AUGER
Raoudha HADDAD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3028334A1 publication Critical patent/EP3028334A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • H01M4/9075Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Definitions

  • nanoparticles of the invention are coated, or modified, at least partially at the surface, with a silylated polymer.
  • R 4 can be a linear or branched C 2 to C 8 hydrocarbon group comprising at least one ethylenic or acetylenic unsaturation, and optionally being interrupted by an oxygen atom and / or carrying an oxo function.
  • a spacer suitable for the invention may be a C 1 -C 10 carbon chain, optionally substituted with alkyls, in particular C 1 -C 4 , and / or halogen units, in particular chosen from Cl or F, and or optionally interrupted by heteroatoms, in particular O or N, and / or amide, ester or ether functional groups.
  • alkyls in particular C 1 -C 4
  • halogen units in particular chosen from Cl or F, and or optionally interrupted by heteroatoms, in particular O or N, and / or amide, ester or ether functional groups.
  • a process for preparing nanoparticles of the invention may comprise at least the steps of:
  • nanoparticles preferably metal oxide, in dispersion in an organic solvent
  • step b- bringing together the nanoparticles obtained in step b- and at least one oxidoreducing agent molecule with at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit, under conditions suitable for immobilization of molecule (s) of said mediator agent at the surface of said nanoparticles via the establishment of non-covalent bonds, preferably ⁇ - ⁇ type interactions, established between the ethylenic, acetylenic and / or aromatic units respectively present at said silylated polymer and said at least one redox mediator molecule (s).
  • the nanoparticles may be dispersed in an organic solvent, in a concentration ranging from 0.02 to 20 g / l, preferably ranging from 0.1 to 15 g / l. L, more preferably varying from 0.5 to 10 g / l, more preferably varying from 1 to 5 g / l, and more preferably still at a concentration of approximately 2 g / l.
  • an organic solvent suitable for the invention is isopropanol.
  • Step b- of a process of the invention advantageously makes it possible to obtain surface-modified nanoparticles by means of a sylated polymer, preferably a monomolecular layer.
  • Such a silicon alkoxide may be used in a reaction solvent at a rate of 0.01 and 10 g / l, preferably from 0.05 to 8 g / l, preferably from 0.1 to 6 g / l, preferably from 0.2 to 4 g / l, more preferably from 0.4 to 2 g / l, even from 0.6 to 1 g / l, and more advantageously still at the rate of 0.6 g / l.
  • reaction solvent that is suitable for the invention may be a solvent, or an organic phase, in particular be chosen from isopropanol, tetrahydrofuran (THF), butanol, or cyclohexanol.
  • a reaction solvent suitable for the invention is isopropanol.
  • step b- can be carried out in the presence of a hydrolyzing agent.
  • a hydrolyzing agent may be, in particular, selected from ammonia, sodium hydroxide or potassium hydroxide.
  • Step b- of a process of the invention may be carried out at room temperature, ranging from about 20 to 24 ° C, and may last from about 20 to 3 hours, and preferably about 24 hours.
  • a reaction solvent which is suitable for the invention for step c may in particular be chosen from an aqueous phase, in particular water, or an organic phase, for example as defined above.
  • a reaction solvent suitable for the invention is an aqueous phase, and more preferably is water.
  • Step c- may preferably be carried out with stirring, according to the means usually employed by those skilled in the art.
  • step c- can be carried out in the presence of at least one water-soluble polymer, under conditions conducive to the immobilization, in particular by adsorption, of this polymer at the surface of the functionalized nanoparticles.
  • a water-soluble polymer that is suitable for the invention may, in particular, be as defined above.
  • a water-soluble polymer may be used in a solvent in a proportion of 2 to 40% by weight relative to the weight of the solvent, or even 3 to 30%, or even 4 to 25%, or even 5 to 20%, or even 5 to 15%, or even 6 to 12%, or even 8 to 10%, and more preferably 10% by weight relative to the weight of the solvent.
  • a solvent suitable for the invention for the water-soluble polymer may in particular be as defined above, and preferably may be water.
  • a process of the invention may further comprise an intermediate step between steps b- and c-, consisting in isolating the nanoparticles obtained at the end of step b-, in particular by centrifugation, and optionally a step of drying said isolated nanoparticles.
  • Such an isolation step of the nanoparticles can be carried out by centrifugation at ambient temperature, and at a speed of between 4000 and 12000 rpm, and in particular of the order of 8000 rpm (ie 8000 ⁇ 500 rpm), for a period of time between 1 min and 1 h, in particular between 2 min and 30 min and, in particular for 10 min.
  • the nanoparticles thus obtained may be in the form of self-dispersible agglomerates in an aqueous or organic solvent, especially as defined above.
  • nanoparticles described above, and preferably the nanoparticles comprising on the surface at least one water-soluble polymer, can be formulated in the form of agglomerates.
  • the dispersion of an agglomeration of nanoparticles of the invention may advantageously be carried out in an aqueous phase, and preferably in water, during the formulation of an ink.
  • the homogeneous nature of a solution or dispersion of an agglomeration of nanoparticles of the invention in a solvent can be evaluated by any method known in the field, for example, macroscopically, visually.
  • nanoparticle dispersion of the invention especially as defined above, and preferably comprising at least one water-soluble polymer, especially as defined above,
  • the nanoparticles of the invention can be adsorbed on the surface of a support material.
  • a support material that is suitable for the invention may be a multi-layer carbon nanotube.
  • Multi-sheet carbon nanotubes suitable for the invention comprise at least two sheets.
  • a support material of the invention may comprise, co-adsorbed on the surface, at least nanoparticles of the invention and at least one enzyme.
  • An enzyme suitable for the invention may be obtained by any method known in the art, such as extraction from microorganisms, and especially bacteria or yeasts such as Aspergillus niger, producing them naturally or after modification by genetic engineering. Such methods are known to those skilled in the art and do not need to be detailed further here.
  • a physiologically acceptable solvent preferably an aqueous solution, and more preferably still water
  • a support material that is suitable for the invention may in particular be as defined above.
  • the mixture of the dispersion of the support material with the dispersion of nanoparticles can be subjected to different means of agitation, mechanical, thermal or sound.
  • a stirring means that is suitable for the invention may be sound agitation, in particular by ultrasound.
  • Such agitation advantageously promotes the adsorption of the nanoparticles on the surface of the support material, such as the walls of the carbon nanotubes.
  • the duration of an ultrasound bath can be, for example, approximately 30 minutes.
  • the mixture containing at least one support material, at least nanoparticles of the invention, and at least one enzyme may be further subjected to a stirring step as defined above.
  • Such agitation advantageously promotes the adsorption of the nanoparticles and the enzyme on the surface of the support material, such as the walls of the carbon nanotubes.
  • the duration of an ultrasound bath can be, for example, approximately 30 minutes.
  • the mixture of the support material, the nanoparticles of the invention and at least one enzyme can be produced during the same step.
  • the mixture thus obtained may also be subjected to a stirring step as defined above.
  • An ink of the invention may comprise at least nanoparticles of the invention or at least one support material according to the invention.
  • the dispersant or solvent phase of an ink of the invention may be a hydrophilic solvent, preferably an aqueous or organic liquid phase, and more preferably be water.
  • a hydrophilic solvent that is suitable for the invention is a physiologically acceptable solvent.
  • An ink of the invention may be more particularly prepared according to a method as detailed below.
  • the ink thus obtained can be subjected to different means of agitation, mechanical, thermal or sound.
  • a stirring means that is suitable for the invention may be sound agitation, in particular by ultrasound.
  • the duration of an ultrasound bath can be, for example, approximately 30 minutes.
  • a method for preparing an ink of the invention may further comprise at least one step of adding to the dispersion or suspension obtained at least one fluoropolymer based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer. This step is advantageously carried out prior to the stirring step.
  • the nanoparticles or the support material is / are deposited on a vitreous carbon support or an anionic and / or cationic membrane, preferably a membrane of a fluoropolymer based on a sulfonated tetrafluoroethylene copolymer.
  • a material for an electrode of the invention may depend on a number of factors, including, in particular, the pH at which the reaction catalyzed by the enzyme or the nature of the oxidizing reducing agent is to be carried out. Those skilled in the art can on the basis of their general knowledge operate the appropriate choice of material to remember.
  • a material suitable for an electrode of the invention can be a fluoropolymer membrane based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer, and preferably a membrane of NAFION ® .
  • a support suitable for an electrode of the invention may be a membrane of a fluoropolymer based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer.
  • a membrane of a copolymer of fluorinated sulphonic acid suitable for the invention may be a membrane of NAFION ®.
  • An electrode of the invention may be more particularly prepared according to a method as detailed below.
  • a method for preparing an electrode of the invention may comprise at least one step of depositing on a support, in particular a glassy carbon support or an anionic and / or cationic membrane, preferably a membrane of a fluoropolymer with base of sulfonated tetrafluoroethylene copolymer, an ink of the invention, especially as defined above.
  • the deposition of the ink can be performed by any technique known to those skilled in the art, including drop-casting.
  • a fuel biopile of the invention may comprise, as anode or anode compartment, nanoparticles of the invention, a support material of the invention, an ink of the invention, the ink being dried, or at least one electrode of the invention.
  • An ink of the invention may be deposited and dried on a support, for example a NAFION ® membrane.
  • the anode compartment of a biopile of the invention can be served by a continuous flow, with the aid of a peristaltic pump, of a solution of glucose (for example 50 mM) prepared in a buffer, for example a phosphate buffer (100 mM, pH 7).
  • a biopile of the invention may comprise a cathode, or a cathode compartment, consisting of an electrode comprising at the surface a metal chosen from platinum, gold or silver, especially in the form of metal nanoparticles. These nanoparticles may in particular be present in a form immobilized on the surface of carbon nanoparticles.
  • the metal may be platinum.
  • platinum makes it possible to maintain the biocompatibility of the biopile and also advantageously enables the reduction of oxygen in the air to a relatively high potential.
  • the cathode of a biopile of the invention may also be covered with a porous metal layer, and in particular a porous layer of gold, silver, platinum or titanium.
  • the cathode compartment of a biopile of the invention can be obtained, for example, as follows.
  • An ink based on carbon particles, for example VULCAN XC-72-R, coated with platinum nanoparticles, for example 60% Pt, may be used.
  • the catalyst based on platinum nanoparticles can be sprayed on a membrane of
  • NAFION ® with a coverage of 600 ⁇ g / cm 2 .
  • the cathode compartment of the battery can be exposed to the air and can operate under "air breathing” conditions.
  • the initial reagents are hydrated zinc nitrate and sodium carbonate.
  • a 0.2 mol / L solution of Zn (NO 3 ) 2.6H 2 O is prepared, i.e., 36.5 g in 615 mL of 'distilled water.
  • a 0.5 mol / l solution of sodium carbonate was made by dissolving 13.78 g of sodium carbonate in 246 ml of distilled water.
  • the nanometric ZnO (1 g) is dispersed in isopropanol (500 mL) in a 1 L flask with vigorous stirring and at room temperature.
  • the hydrolyzing agent, ammonia (30%, 61 mL) is then added to the reaction mixture with vigorous stirring.
  • a solution of triethoxyvinylsilane (0.323 g, 1.7 mmol, CAS # 78-08-0) in isopropanol (250 mL) is added to the basic reaction mixture, and the resulting solution is stirred at room temperature for 24 h. The solution is then centrifuged (8000 rpm, 10 min), and the supernatant is discarded.
  • the enzymatic catalyst for the oxidation of glucose is glucose oxidase.
  • the material used to form the cathode of the biopile is platinum, which has the advantage of maintaining the biocompatibility of the application. Platinum advantageously allows the reduction of oxygen in the air at a relatively high potential.
  • the reaction taking place at the cathode of the cell is the reduction of oxygen to H 2 O according to the following equation: 1/2 0 2 + 2 H '+ 2 e ⁇ H 2 0
  • the functionalization method of the invention allows a perfect dispersion of the nanoparticles in the water just after one hour in an ultrasonic bath.
  • a vitreous carbon electrode (radiometer analytical A35T090) having a diameter of 3 mm and then dried in air, then under vacuum.
  • This electrode is our working electrode.
  • the cyclic voltammetric characterization of this compound is carried out using a three-electrode system: a platinum counter electrode, a saturated calomel electrode as reference electrode (Radiometer analytical XM110 and REF621) and the functionalized vitreous carbon electrode. as working electrode.
  • the characterization is carried out in a solution of phosphate buffer (100 mM) at pH 7. The scanning speed is 50 mV / s.
  • the ferrocene functionalized ZnO nanoparticle ink was prepared as follows: a mixture of 60 mg / mL ZnO-Fc and 2.5 mg / mL MWCNT was sonicated for 1 hour. To this mixture was added 7 mg / ml glucose oxidase (GOX) from Aspergillus Niger and 80 .mu.l of NAFION ®. The suspension is then passed for 30 minutes in an ultrasonic bath in order to homogenize the mixture and to allow adsorption of the nanoparticles and the enzyme on the walls of the carbon nanotubes.
  • GOX glucose oxidase
  • PVD Physical Vapor Deposition

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Abstract

The invention relates to nanoparticles, preferably metal oxides, at least partially coated on the surface by a silylated polymer, and functionalised by at least one molecule of an oxidation-reduction mediating agent, characterised in that the immobilisation of said molecule(s) of said mediating agent on the surface of said nanoparticles is enabled by non-covalent bonds, preferable π-π type interactions, established between ethylenic, acetylenic and/or aromatic patterns, respectively present in the region of said silylated polymer and said molecule(s) of the oxidation-reduction mediating agent.

Description

Biopile à combustible  Biopile fuel
La présente invention a trait au domaine des piles à combustibles. Plus particulièrement, la présente invention concerne des nanoparticules fonctionnalisées en surface avec au moins un agent médiateur oxydo-réducteur, leur procédé de préparation, et leur mise en œuvre pour la préparation d'électrode, notamment pour pile à combustible, ainsi que la préparation de biopile, notamment de biopile à glucose.  The present invention relates to the field of fuel cells. More particularly, the present invention relates to nanoparticles functionalized on the surface with at least one redox-mediating agent, their preparation process, and their implementation for the electrode preparation, in particular for fuel cells, as well as the preparation of biopile, in particular glucose biopile.
Une biopile à combustible, ou biopile enzymatique, est une pile dans laquelle au moins un des deux catalyseurs est enzymatique. L'intérêt d'utiliser des catalyseurs enzymatiques réside dans leur capacité à oxyder ou réduire des molécules organiques de manière spécifique. Le second intérêt des catalyseurs enzymatiques est d'exploiter leurs performances catalytiques dans des milieux électrolytiques physiologiques. A fuel biopile, or enzymatic biopile, is a battery in which at least one of the two catalysts is enzymatic. The advantage of using enzymatic catalysts lies in their ability to oxidize or reduce organic molecules in a specific manner. The second advantage of enzymatic catalysts is to exploit their catalytic performance in physiological electrolytic media.
A titre d'exemples de biopiles à combustible, on peut citer les biopiles décrites dans WO 2011/117357 et WO 2005/096430.  As examples of fuel biopiles, mention may be made of the biopiles described in WO 2011/117357 and WO 2005/096430.
De nombreux problèmes restent à résoudre dans la réalisation des biopiles enzymatiques pour permettre le développement de ces sources d'énergie. Notamment, il est nécessaire d'augmenter la puissance des biopiles actuelles. Différentes voies ont été essayées à l'égard de cet aspect, telles que l'amélioration des techniques d'immobilisation des enzymes, la modification de la structure chimique des enzymes, ou bien encore l'amélioration du transfert d'électrons entre le centre actif de l'enzyme et la surface de l'électrode.  Many problems remain to be solved in the realization of enzymatic biopiles to allow the development of these energy sources. In particular, it is necessary to increase the power of current biopiles. Different approaches have been tried with respect to this aspect, such as improving enzyme immobilization techniques, modifying the chemical structure of enzymes, or even improving electron transfer between the active center. of the enzyme and the surface of the electrode.
Ces dernières années de nombreuses études ont été menées sur le développement de nouveaux systèmes de conversion d'énergie. Bien que plusieurs combustibles, tels que le méthanol, l'éthanol, l'hydrogène, aient énormément été étudiés, le glucose reste le combustible idéal pour les applications médicales. La pile, ou biopile, à combustible glucose/oxygène constitue une voie très prometteuse pour permettre un approvisionnement en énergie de dispositifs implantables chez un être vivant, en particulier de dispositifs médicaux, sans qu'une charge extérieure en combustible soit nécessaire. Le glucose est un constituant du liquide physiologique chez les mammifères (5 mM dans le sang chez l'être humain), et il est non toxique. Le développement d'une telle technologie de pile dans laquelle le combustible est le glucose et le comburant, l'oxygène moléculaire, permettrait une avancée majeure dans le développement de dispositifs implantables, notamment dans le domaine médical, tels que ceux dédiés à la détection du diabète, ou pour l'alimentation de pacemakers ou d'appareils auditifs ou oculaires. La glucose oxydase (GOx), enzyme homodimérique, est sans conteste la plus utilisée dans la conception de biopiles à glucose/oxygène, notamment avec l'engouement observé pour le développement des biocapteurs métaboliques à glucose. Chacune de ses sous- unités comporte un cofacteur rédox responsable de son activité enzymatique vis-à-vis du D- glucose : la Flavine Adénine Dinucléotide (FAD). La GOx présente une très forte sélectivité vis-à-vis du glucose. En effet, elle n'oxyde préférentiellement que le D-glucose. De plus, celle-ci présente une activité et une stabilité remarquables dans les conditions de température et de pH physiologique (37 °C, ~ 7,4). Ces deux caractéristiques font de cette protéine une candidate privilégiée pour le développement de biopiles à glucose implantable. In recent years, numerous studies have been conducted on the development of new energy conversion systems. Although several fuels, such as methanol, ethanol, hydrogen, have been studied extensively, glucose remains the ideal fuel for medical applications. The battery, or biopile, with glucose / oxygen fuel is a very promising way to allow energy supply of implantable devices in a living being, in particular medical devices, without the need for an external fuel charge. Glucose is a constituent of physiological fluid in mammals (5 mM in the blood in humans), and is nontoxic. The development of such a battery technology in which the fuel is glucose and oxidant, molecular oxygen, would allow a major advance in the development of implantable devices, particularly in the medical field, such as those dedicated to the detection of diabetes, or for the supply of pacemakers or hearing aids or eye. Glucose oxidase (GOx), a homodimeric enzyme, is undoubtedly the most used in the design of glucose / oxygen biocells, particularly with the craze observed for the development of metabolic glucose biosensors. Each of its subunits has a redox cofactor responsible for its enzymatic activity vis-à-vis D-glucose: Flavin Adenine Dinucleotide (FAD). GOx has a very high selectivity towards glucose. Indeed, it preferentially oxidizes only D-glucose. In addition, it exhibits remarkable activity and stability in the conditions of temperature and physiological pH (37 ° C, ~ 7.4). These two characteristics make this protein a preferred candidate for the development of implantable glucose biopiles.
Comme indiqué précédemment, le développement d'une biopile implique de pouvoir transférer, de manière efficace, les électrons du site catalytique de l'enzyme considérée vers l'électrode de la biopile. Concernant la GOx, son centre rédox FAD est profondément enfoui dans la cage protéinique de l'enzyme. Bien que cette localisation confère une bonne stabilité à l'enzyme, elle rend difficile l'exploitation du transfert électronique direct de la FAD à l'électrode. Donc, en conditions normales, le transfert d'électrons entre le site actif de la GOx et une électrode est un procédé très lent, voire inexistant. Ce phénomène est dû à la trop grande distance entre le site actif de l'enzyme et l'électrode. Cependant le transfert d'électrons entre le site actif et l'électrode peut être facilité si un accepteur d'électrons est utilisé comme médiateur.  As indicated above, the development of a biopile involves the ability to efficiently transfer the electrons from the catalytic site of the enzyme in question to the electrode of the biopile. Concerning the GOx, its redox FAD center is deeply buried in the protein cage of the enzyme. Although this location confers good stability to the enzyme, it makes it difficult to exploit the direct electron transfer of FAD to the electrode. Thus, under normal conditions, the transfer of electrons between the active site of the GOx and an electrode is a very slow or non-existent process. This phenomenon is due to the large distance between the active site of the enzyme and the electrode. However, the transfer of electrons between the active site and the electrode can be facilitated if an electron acceptor is used as a mediator.
La problématique de l'amélioration du transfert d'électrons entre le centre actif d'une enzyme et une surface de l'électrode se rencontre également dans le domaine des biosenseurs et biodétecteurs.  The problem of improving electron transfer between the active center of an enzyme and a surface of the electrode is also encountered in the field of biosensors and biosensors.
Wilson et al. (Biosensors & Bioelectronics, 1992,7: 165) font une revue des biosenseurs mettant en œuvre la Glucose oxydase (GOX).  Wilson et al. (Biosensors & Bioelectronics, 1992,7: 165) review the biosensors using Glucose Oxidase (GOX).
Teng et al. (Biosensors & Bioelectronics, 2011,26:4661) décrivent des nanotubes de ZnO modifiés en surface par du ferrocène. Les nanotubes de ZnO sont modifiés en surface avec le tétraéthylorthosilicate (TEOS) en présence d'ammoniaque. Sur ces nanotubes modifiés est greffé de manière covalente un acide monocarboxylique de ferrocène. Les nanotubes sont également conjugués à un anticorps et sont mis en œuvre dans un procédé d'immunoessai électrochimique pour la détection d'antigène.  Teng et al. (Biosensors & Bioelectronics, 2011, 266: 4661) describe ZnO nanotubes surface-modified with ferrocene. ZnO nanotubes are surface modified with tetraethylorthosilicate (TEOS) in the presence of ammonia. On these modified nanotubes is grafted covalently a monocarboxylic acid ferrocene. The nanotubes are also conjugated to an antibody and are implemented in an electrochemical immunoassay method for the detection of antigen.
Qiu et al. (Biosensors & Bioelectronics, 2009,24:2920) décrivent un film composite chitosan/ferrocène/nanoparticules Au/glucose oxydase, dans lequel le ferrocène est lié de manière covalente au chitosan qui est ensuite adsorbé sur les nanoparticules d'or. Le film est déposé sur une électrode pour la détection du glucose. Liang et al. (Electrochimica Acta, 2012,69:167) décrivent des nanoparticules de Fe2C>3 modifiées de manière covalente en surface par du ferrocène au moyen d'une méthode de chimie-click résultant de la réaction entre des fonctions thiol introduites en surface des nanoparticules et un groupe vinyl porté par le ferrocène. Les nanoparticules obtenues sont mises en œuvre sur une électrode en présence de glucose oxydase pour la détection du glucose. Qiu et al. (Biosensors & Bioelectronics, 2009, 24: 2920) describe a chitosan / ferrocene / nanoparticle Au / glucose oxidase composite film in which ferrocene is covalently bound to chitosan which is then adsorbed onto the gold nanoparticles. The film is deposited on an electrode for the detection of glucose. Liang et al. (Electrochimica Acta, 2012, 69: 167) describe nanoparticles of Fe2C> 3 covalently modified at the surface by ferrocene using a chemistry-click method resulting from the reaction between thiol functions introduced at the surface of the nanoparticles and a vinyl group carried by ferrocene. The nanoparticles obtained are used on an electrode in the presence of glucose oxidase for the detection of glucose.
Qiu et al. (Biosensors & Bioelectronics, 2009,24:2649) décrivent des nanoparticules de Fe2C>3 recouvertes d'or (Fe2C>3@Au), covalemment modifiées en surface par du ferrocène (Fc), obtenues par réaction des nanoparticules de Fe2Û3@Au avec du HS(CH2)6Fc. Les nanoparticules obtenues sont mises en œuvre sur une électrode pour la détection de la dopamine. Qiu et al. (Biosensors & Bioelectronics, 2009, 24: 2649) disclose gold-coated Fe2C> 3 nanoparticles (Fe2C> 3 @ Au), covalently surface-modified with ferrocene (Fc), obtained by reaction of Fe 2 O 3 nanoparticles. Au with HS (CH 2 ) 6Fc. The nanoparticles obtained are used on an electrode for detecting dopamine.
Hu et al. (J Mol Catal B-Enzym, 2011,72:298) décrivent une électrode comprenant à sa surface, déposés par adsorption ou par électrodéposition, notamment, des nanotubes de carbone multi-feuillets, des nanoparticules de ZnO et de la GOx. L'électrode est mise en œuvre pour la détection du glucose.  Hu et al. (J Mol Catal B-Enzym, 2011, 72: 298) describe an electrode comprising on its surface, deposited by adsorption or by electroplating, in particular, multi-layered carbon nanotubes, nanoparticles of ZnO and GOx. The electrode is used for the detection of glucose.
Toutefois, il existe encore un besoin d'améliorer le transfert d'électrons entre une enzyme apte à catalyser une réaction d'oxydation, et en particulier à oxyder le glucose, et une électrode afin d'obtenir un rendement satisfaisant pour le développement d'une biopile à combustible, et notamment une biopile à glucose. However, there is still a need to improve the electron transfer between an enzyme capable of catalyzing an oxidation reaction, and in particular to oxidize glucose, and an electrode in order to obtain a satisfactory yield for the development of a fuel biopile, and in particular a glucose biopile.
Il existe encore un besoin de disposer de nanoparticules modifiées, utilisables pour la préparation d'une électrode d'une biopile à combustible, et améliorant le transfert d'électrons du centre actif d'une enzyme vers l'électrode.  There is still a need for modified nanoparticles, which can be used for the preparation of an electrode of a fuel biopile, and improving the transfer of electrons from the active center of an enzyme to the electrode.
Il existe encore un besoin de disposer de nanoparticules fonctionnalisées avec un agent médiateur oxydo-réducteur.  There is still a need for functionalized nanoparticles with a redox mediating agent.
Il existe encore un besoin de disposer d'un procédé de préparation, simple et efficace, de telles nanoparticules.  There is still a need for a process for the simple and effective preparation of such nanoparticles.
Il existe encore un besoin de disposer d'un procédé simple, efficace et permettant la préparation avec un bon rendement de nanoparticules fonctionnalisées avec un agent médiateur oxydo-réducteur.  There is still a need for a simple, efficient method for the preparation with good performance of functionalized nanoparticles with a redox mediating agent.
Il existe encore un besoin de disposer d'électrodes formées, notamment, au moyen d'une enzyme apte à catalyser une réaction d'oxydation, et en particulier à oxyder le glucose, dans laquelle le transfert d'électrons entre le site catalytique de l'enzyme et l'électrode soit amélioré. Il existe encore un besoin de disposer de nanoparticules modifiées, utilisables pour la préparation d'une électrode d'une biopile à combustible, qui soient stables dans le temps, qui puissent être stockées sous une forme sèche et être rapidement et simplement mise en solution pour la préparation de l'électrode. There is still a need for electrodes formed, in particular, by means of an enzyme capable of catalyzing an oxidation reaction, and in particular of oxidizing glucose, in which the transfer of electrons between the catalytic site of the enzyme and the electrode is improved. There is still a need for modified nanoparticles that can be used for the preparation of a fuel cell electrode, which are stable over time, which can be stored in a dry form and can be quickly and simply dissolved in the preparation of the electrode.
II existe encore un besoin de disposer de biopiles à combustibles dont le rendement énergétique soit amélioré.  There is still a need for fuel biocells whose energy efficiency is improved.
Il existe encore un besoin de disposer de biopiles à combustibles dont les différents éléments puissent être aisément recyclés, en particulier les différents éléments constituant une électrode à catalyseur enzymatique.  There is still a need for fuel biocells whose various elements can be easily recycled, in particular the various elements constituting an enzymatic catalyst electrode.
La présente invention a pour objet de satisfaire à ces besoins.  The object of the present invention is to satisfy these needs.
Ainsi selon un de ses premiers objets, la présente invention concerne des nanoparticules, de préférence d'oxydes métalliques, revêtues au moins partiellement en surface par un polymère silylé, et fonctionnalisées par une ou plusieurs molécule(s) d'au moins un agent médiateur oxy do-réducteur, caractérisées en ce que l'immobilisation de ladite ou desdites molécule(s) dudit agent médiateur en surface desdites nanoparticules relève de liaisons non co val entes, de préférence d'interactions de type π-π, établies entre des motifs éthyléniques, acétyléniques, et/ou aromatiques, respectivement présents au niveau dudit polymère silylé et de ladite ou desdites molécule(s) d'agent médiateur oxy do-réducteur.  Thus according to one of its first objects, the present invention relates to nanoparticles, preferably metal oxides, coated at least partially at the surface with a silylated polymer, and functionalized with one or more molecules of at least one mediating agent. oxy-reductant, characterized in that the immobilization of said molecule (s) of said mediator agent at the surface of said nanoparticles is non-co-valent bonds, preferably π-π interactions, established between patterns ethylenic, acetylenic, and / or aromatic, respectively present at said silylated polymer and said oxy-reducing agent molecule (s) molecule (s).
De manière inattendue, et comme détaillé dans les exemples présentés ci-après, les inventeurs ont observé que de telles nanoparticules, lorsqu'elles sont mises en œuvre sur une électrode, en présence d'une enzyme apte à réaliser une réaction d'oxydation, et en particulier apte à oxyder le glucose, et plus particulièrement, une glucose oxydase (GOx), favorisent le transfert d'électrons vers l'électrode.  Unexpectedly, and as detailed in the examples presented below, the inventors have observed that such nanoparticles, when they are implemented on an electrode, in the presence of an enzyme capable of carrying out an oxidation reaction, and in particular capable of oxidizing glucose, and more particularly glucose oxidase (GOx), promote the transfer of electrons to the electrode.
Comme le montrent également les exemples ci-après, la mise en œuvre d'une électrode comprenant ces nanoparticules, de préférence adsorbées sur des nanotubes de carbone multi-feuillets en présence d'une enzyme apte à catalyser une réaction d'oxydation, telle qu'une GOx, dans une biopile à combustible permet d'améliorer substantiellement le rendement énergétique de cette biopile.  As also shown in the examples below, the implementation of an electrode comprising these nanoparticles, preferably adsorbed on multi-layer carbon nanotubes in the presence of an enzyme capable of catalyzing an oxidation reaction, such as a GOx, in a fuel biopile can substantially improve the energy efficiency of this biopile.
Enfin, comme le montrent les exemples détaillés ci-après, les nanoparticules, les électrodes et les biopiles les comprenant s'avèrent être, notamment, simples à réaliser, stables dans le temps, et peuvent être aisément recyclées.  Finally, as the examples detailed below show, the nanoparticles, the electrodes and the biopiles comprising them prove to be, in particular, simple to produce, stable over time, and can be easily recycled.
Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne des agglomérats de nanoparticules de l'invention, et de préférence comprenant en surface au moins un polymère hydrosoluble, comme décrit ci-après. Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne un matériau support en surface duquel est adsorbée au moins une nanoparticule de l'invention. According to another of its objects, the present invention relates to agglomerates of nanoparticles of the invention, and preferably comprising on the surface at least one water-soluble polymer, as described below. According to another of its objects, the present invention relates to a support material on the surface of which is adsorbed at least one nanoparticle of the invention.
Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne une encre comprenant au moins des nanoparticules de l'invention ou un matériau support de l'invention.  According to another of its objects, the present invention relates to an ink comprising at least nanoparticles of the invention or a support material of the invention.
Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne une électrode formée en tout ou partie de nanoparticules de l'invention ou d'un matériau support de l'invention.  According to another of its objects, the present invention relates to an electrode formed in whole or in part of nanoparticles of the invention or a support material of the invention.
Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne une biopile à combustible comprenant, à titre d'anode, des nanoparticules de l'invention, un matériau support de l'invention, une encre de l'invention, ladite encre étant séchée, ou au moins une électrode de 1 ' invention.  According to another of its objects, the present invention relates to a fuel biopile comprising, as anode, nanoparticles of the invention, a support material of the invention, an ink of the invention, said ink being dried, or at least one electrode of the invention.
Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne un procédé de préparation de nanoparticules de l'invention, comprenant au moins les étapes consistant à :  According to another of its objects, the present invention relates to a method for preparing nanoparticles of the invention, comprising at least the steps of:
a- disposer des nanoparticules, de préférence d'oxyde métallique, en dispersion dans un solvant organique,  a- arranging nanoparticles, preferably metal oxide, in dispersion in an organic solvent,
b- mettre en présence lesdites nanoparticules, avec au moins un précurseur de polymère silylé comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique et/ou aromatique, dans des conditions propices à la formation d'un polymère silylé doté de motif(s) éthylénique(s), acétyléniques(s), et/ou aromatique(s) réactif(s), et à son dépôt au moins partiellement en surface desdites nanoparticules,  b- bringing said nanoparticles into contact with at least one silylated polymer precursor comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit, under conditions conducive to the formation of a silylated polymer having an ethylenic unit (s); ), acetylenic (s), and / or aromatic reactive (s), and its deposition at least partially on the surface of said nanoparticles,
c- mettre en présence les nanoparticules obtenues à l'étape b- et au moins une molécule d'un agent médiateur oxydo-réducteur dotée d'au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, dans des conditions appropriées à l'immobilisation de molécule(s) dudit agent médiateur en surface desdites nanoparticules via l'établissement de liaisons non co val entes, de préférence d'interactions de type π-π, établies entre les motifs éthyléniques, acétyléniques, et/ou aromatiques respectivement présents au niveau dudit polymère silylé et de la ou des molécule(s) d'agent médiateur oxydo-réducteur.  c- bringing into contact the nanoparticles obtained in step b- and at least one molecule of a redox-mediating agent provided with at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit, under conditions appropriate to the immobilizing the molecule (s) of said surface-mediating agent of said nanoparticles via the establishment of non-valent bonds, preferably of π-π type interactions, established between the ethylenic, acetylenic and / or aromatic units respectively present in the level of said silylated polymer and the oxidative reducing agent molecule (s).
Au sens de l'invention, on entend qualifier par « réactif(s) » à l'égard de(s) motif(s) éthylénique(s), acétyléniques(s) et/ou aromatique(s) d'un polymère silylé en surface d'une nanoparticule, un/des motif(s) éthylénique(s), acétyléniques(s), et/ou aromatique(s) arrangé(s) de sorte à leur permettre de former des liaisons non co val entes, de préférence d'interactions de type π-π, avec un/des motifs éthylénique(s), acétylénique(s) et/ou aromatique(s) présent(s) au niveau d'un agent médiateur oxydo-réducteur utilisé pour fonctionnalisé une nanoparticule. Selon un autre de ses objets, la présente invention concerne un procédé de préparation d'un agglomérat de l'invention, comprenant au moins les étapes consistant à : Within the meaning of the invention, the term "reactive (s)" is intended to refer to (s) ethylene, acetylenic and / or aromatic unit (s) of a silylated polymer. on the surface of a nanoparticle, one or more ethylenic (s), acetylenic (s), and / or aromatic unit (s) arranged so as to enable them to form non-cellular bonds, preference for π-π-type interactions, with ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit (s) present at the level of a redox-mediating agent used to functionalize a nanoparticle . According to another of its objects, the present invention relates to a method for preparing an agglomerate of the invention, comprising at least the steps of:
- disposer d'une dispersion de nanoparticules de l'invention, et de préférence comprenant en surface au moins un polymère hydrosoluble, comme décrit ci-après,  - Having a nanoparticle dispersion of the invention, and preferably comprising on the surface at least one water-soluble polymer, as described below,
- procéder au trempage goutte à goutte de ladite dispersion, dans de l'azote liquide, pour obtenir un matériau solide,  - Dipping of said dispersion in liquid nitrogen, to obtain a solid material,
- récupérer par filtration le matériau solide ainsi obtenu, et le cas échéant - recover by filtration the solid material thus obtained, and where appropriate
- lyophiliser le matériau solide ainsi récupéré. lyophilize the solid material thus recovered.
Selon un autre de ses objets, la présence invention concerne un procédé de préparation d'une électrode de l'invention, comprenant au moins une étape consistant à déposer sur un support, en particulier un support de carbone vitreux ou une membrane anionique et/ou cationique, de préférence une membrane d'un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéthylène sulfoné, une encre de l'invention.  According to another of its objects, the present invention relates to a process for preparing an electrode of the invention, comprising at least one step of depositing on a support, in particular a glassy carbon support or an anionic membrane and / or cationic, preferably a membrane of a fluoropolymer based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer, an ink of the invention.
La présente invention permet avantageusement de préparer de manière simple et reproductible des nanoparticules utilisables pour la préparation d'une électrode d'une biopile à combustible, et améliorant le transfert d'électrons du centre actif d'une enzyme vers l'électrode.  The present invention advantageously makes it possible to prepare, in a simple and reproducible manner, nanoparticles that can be used for the preparation of an electrode of a fuel biopile, and that improves the transfer of electrons from the active center of an enzyme to the electrode.
La présente invention permet avantageusement de disposer de nanoparticules fonctionnalisées en surface par au moins un agent médiateur oxydo-réducteur configurées pour permettre un transfert électronique entre le site catalytique d'une enzyme et une électrode.  The present invention advantageously makes it possible to have nanoparticles functionalized on the surface by at least one oxido-reducing mediating agent configured to allow an electronic transfer between the catalytic site of an enzyme and an electrode.
La présente invention permet avantageusement de préparer des biopiles à combustible dotées d'un rendement énergétique amélioré, pouvant être utilisées pour alimenter en énergie des dispositifs, notamment médicaux, en particulier à visée thérapeutique ou diagnostique, destinés à être implantés chez un animal, notamment un mammifère, en particulier un être humain.  The present invention advantageously makes it possible to prepare fuel biocells with improved energy efficiency, which can be used to supply energy to devices, particularly medical devices, in particular for therapeutic or diagnostic purposes, intended to be implanted in an animal, in particular an animal. mammal, especially a human being.
LEGENDES DES FIGURES LEGENDS OF FIGURES
Figure 1 ; illustre les interactions d'une nanoparticule de ZnO fonctionnalisée selon l'invention avec une enzyme glucose oxydase (GOx).  Figure 1 ; illustrates the interactions of a functionalized ZnO nanoparticle according to the invention with a glucose oxidase (GOx) enzyme.
Figure 2 ; illustre la structure de la GOx et le principe d'oxydation du glucose.  Figure 2; illustrates the structure of GOx and the principle of glucose oxidation.
Figures 3A, 3B et 3C ; représentent (3 A) des nanoparticules de ZnO non- modifiées, (3B) des nanoparticules de ZnO modifiées en surface par un polymère silylé, séchées et broyées, et (3C) des nanoparticules de ZnO modifiées en surface par un polymère silylé et fonctionnalisées avec des molécules d'agent médiateur oxy do-réducteur. La barre représente 30 nm. Les observations sont faites par microscopie électronique en transmission (ou Transmission electronic microscopy, TEM). Figures 3A, 3B and 3C; represent (3A) non-modified ZnO nanoparticles, (3B) silylated surface-modified znO nanoparticles, dried and milled, and (3C) polymer-modified ZnO nanoparticles silylated and functionalized with oxy-reductant agent mediator molecules. The bar represents 30 nm. The observations are made by Transmission Electron Microscopy (TEM).
Figure 4 ; représente le schéma de principe de la modification en surface d'une nanoparticule de l'invention, nanoparticule de ZnO, par un polymère silylé et sa fonctionnalisation par liaison non-covalente avec des molécules d'agent médiateur oxy do- réducteur (ferrocène, Fc) (nanoparticule ZnO-Fc), puis la lyophilisation de ces nanoparticules en présence d'un polymère hydrosoluble (polyvinylalcool, PVA).  Figure 4; represents the schematic diagram of the surface modification of a nanoparticle of the invention, ZnO nanoparticle, with a silylated polymer and its functionalization by non-covalent bonding with oxy-reductant mediating agent molecules (ferrocene, Fc ) (nanoparticle ZnO-Fc), and lyophilization of these nanoparticles in the presence of a water-soluble polymer (polyvinyl alcohol, PVA).
Figure 5 ; illustre le schéma de fonctionnement d'une biopile à glucose/oxygène de l'invention utilisant une glucose oxydase à l'anode.  Figure 5; illustrates the flow diagram of a glucose / oxygen biopile of the invention using glucose oxidase at the anode.
Figures 6A et 6B ; illustrent des courbes de voltampérométrie cyclique d'une électrode de carbone vitreux fonctionnalisée (A) par des nanoparticules de ZnO-Fc seules et (B) par des nanoparticules de ZnO-Fc seules (courbe (a)) ou des nanoparticules de ZnO-Fc adsorbées sur des nanotubes de carbone multi-feuillets (multiwalls carbon nanotubes, MWCNT) (MWCNT/ZnO-Fc) (courbe (b)) dans un tampon phosphate (100 mM) à pH 7. Vitesse de balayage: 50 mV/s.  Figures 6A and 6B; illustrate cyclic voltammetric curves of a functionalized vitreous carbon (A) by nanoparticles of ZnO-Fc alone and (B) by nanoparticles of ZnO-Fc alone (curve (a)) or nanoparticles of ZnO-Fc adsorbed on multilayer carbon nanotubes (multiwalls carbon nanotubes, MWCNT) (MWCNT / ZnO-Fc) (curve (b)) in phosphate buffer (100 mM) at pH 7. Scanning rate: 50 mV / s.
Figures 7A et 7B ; illustrent (A) une courbe de polarisation linéaire en tension à 2 mV/s et (B) une courbe de puissance correspondante d'une pile à biocombustible dont l'anode comprend (a) des nanoparticules de ZnO-Fc adsorbées sur des nanotubes de carbone en présence de GOx (CNTs/ZnO-Fc/GOx) ou (b) des nanotubes de carbone en présence de ferrocène et de GOx (CNTs/Fc/GOx), et dont la cathode est à base de platine (C-Pt).  Figures 7A and 7B; illustrate (A) a voltage linear polarization curve at 2 mV / s and (B) a corresponding power curve of a biofuel cell whose anode comprises (a) nanoparticles of ZnO-Fc adsorbed onto nanotubes of carbon in the presence of GOx (CNTs / ZnO-Fc / GOx) or (b) carbon nanotubes in the presence of ferrocene and GOx (CNTs / Fc / GOx), and whose cathode is platinum-based (C-Pt) ).
Figure 8 ; illustre une courbe de décharge d'une pile à biocombustible de l'invention dont l'anode comprend des nanoparticules de ZnO-Fc adsorbées sur des nanotubes de carbone en présence de GOx (CNTs/ZnO-Fc/GOx) soumise à une tension de 200 mV.  Figure 8; illustrates a discharge curve of a biofuel cell of the invention whose anode comprises nanoparticles of ZnO-Fc adsorbed on carbon nanotubes in the presence of GOx (CNTs / ZnO-Fc / GOx) subjected to a voltage of 200 mV.
Figure 8 ; illustre les interactions possibles de nanoparticules de ZnO fonctionnalisées selon l'invention avec des molécules de GOx.  Figure 8; illustrates the possible interactions of functionalized ZnO nanoparticles according to the invention with GOx molecules.
Nanoparticules nanoparticles
Nanoparticules  nanoparticles
Les nanoparticules de l'invention sont revêtues, ou modifiées, au moins partiellement en surface, par un polymère silylé, et fonctionnalisées par une ou plusieurs molécule(s) d'au moins un médiateur oxydo-réducteur. L'immobilisation de la ou des molécule(s) d'agent médiateur en surface des nanoparticules relève de liaisons non coval entes, établies entre des motifs éthyléniques, acétyléniques, et/ou aromatiques, respectivement présents au niveau du polymère silylé et de la ou des molécule(s) d'agent médiateur oxy do- réducteur. The nanoparticles of the invention are coated, or modified, at least partially at the surface, with a silylated polymer, and functionalized with one or more molecules of at least one redox mediator. The immobilization of the nanoparticle surface-mediating agent molecule (s) is based on non-covalent bonds, established between ethylenic, acetylenic and / or aromatic units, respectively present at the level of the silylated polymer and the oxy-donor reducing agent molecule (s).
Comme précisé ci-dessus, l'immobilisation de la ou les molécule(s) du médiateur en surface des nanoparticules relève avantageusement d'interactions de type π-π.  As specified above, the immobilization of the molecule (s) of the mediator on the surface of the nanoparticles is advantageously of π-π type interactions.
Selon un mode de réalisation, les nanoparticules de l'invention peuvent être des oxydes métalliques.  According to one embodiment, the nanoparticles of the invention may be metal oxides.
Selon un mode de réalisation, les nanoparticules convenant à l'invention peuvent être des nanoparticules semi-conductrices.  According to one embodiment, the nanoparticles that are suitable for the invention may be semiconductor nanoparticles.
De préférence, les nanoparticules convenant à l'invention peuvent être des nanoparticules choisies parmi des nanoparticules de S1O2, de MgO, de AI2O3, de ZnO, de Ce02, de T1O2, de Zr02, et leurs mélanges. De préférence encore, les nanoparticules de l'invention peuvent être des nanoparticules de ZnO. Preferably, the nanoparticles that are suitable for the invention may be nanoparticles chosen from nanoparticles of SiO 2, MgO, Al 2 O 3 , ZnO, CeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , and mixtures thereof. More preferably, the nanoparticles of the invention may be ZnO nanoparticles.
Les nanoparticules convenant à l'invention peuvent posséder un diamètre moyen en taille variant de 2 à 50 nm, de préférence variant de 10 à 50 nm, de préférence variant de 15 à 40 nm, et plus préférentiellement encore variant de 20 à 30 nm.  The nanoparticles that are suitable for the invention may have a mean diameter in size ranging from 2 to 50 nm, preferably ranging from 10 to 50 nm, preferably ranging from 15 to 40 nm, and more preferably still ranging from 20 to 30 nm.
La mesure du diamètre moyen en taille des nanoparticules de l'invention peut être réalisée par toute méthode connue de l'homme de l'art. En particulier, le diamètre moyen en taille des nanoparticules peut être déterminé par spectroscopie par corrélation de photons (PCS ; Photon Corrélation Spectroscopy), ou peut être directement mesuré sur des photographies prises par microscopie électronique en transmission (ou TEM). De telles méthodes sont connues de l'homme de l'art et ne nécessitent pas d'être détaillées plus avant dans ce texte.  Measuring the average diameter in size of the nanoparticles of the invention can be achieved by any method known to those skilled in the art. In particular, the average size diameter of the nanoparticles can be determined by photon correlation spectroscopy (PCS; Photon Correlation Spectroscopy), or can be directly measured in photographs taken by transmission electron microscopy (or TEM). Such methods are known to those skilled in the art and do not need to be further detailed in this text.
Les nanoparticules convenant à l'invention peuvent être obtenues par toute technique connue dans le domaine, et notamment telle qu'illustrée dans les exemples de l'invention.  The nanoparticles that are suitable for the invention can be obtained by any technique known in the art, and especially as illustrated in the examples of the invention.
A titre d'exemple, des nanoparticules de ZnO convenant à l'invention peuvent être obtenues par co-précipitation, à partir de nitrate de zinc hydraté et de carbonate de sodium, tous deux en solution aqueuse. La solution de nitrate de zinc est ajoutée au goutte-à- goutte dans la solution de carbonate de sodium sous agitation et à température ambiante. La solution obtenue peut être ensuite agitée, de préférence au moins pendant 2 h, à température ambiante. Le précipité obtenu peut être filtré. La poudre ainsi récupérée peut être séchée, par exemple dans une étuve, notamment à 100 °C. Le solide est ensuite calciné. La calcination peut être effectuée sous air, à 400 °C, pendant 4 h. Alcoxyde de silicium By way of example, ZnO nanoparticles that are suitable for the invention can be obtained by co-precipitation from hydrated zinc nitrate and sodium carbonate, both in aqueous solution. The zinc nitrate solution is added dropwise into the sodium carbonate solution with stirring and at room temperature. The solution obtained can then be stirred, preferably at least for 2 hours, at room temperature. The precipitate obtained can be filtered. The powder thus recovered may be dried, for example in an oven, in particular at 100 ° C. The solid is then calcined. The calcination may be carried out under air at 400 ° C. for 4 hours. Silicon alkoxide
Les nanoparticules de l'invention sont revêtues, ou modifiées, au moins partiellement en surface, par un polymère silylé.  The nanoparticles of the invention are coated, or modified, at least partially at the surface, with a silylated polymer.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le polymère silylé peut former en surface des nanoparticules une couche monomoléculaire.  According to one embodiment of the invention, the silylated polymer may form nanoparticles at the surface of a monomolecular layer.
Le polymère silylé en surface des nanoparticules peut être obtenu par polymérisation d'au moins un précurseur du polymère silylé comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique. La polymérisation de ce précurseur du polymère silylé peut être effectuée de sorte que le polymère silylé forme en surface des nanoparticules une couche monomoléculaire.  The silylated polymer at the surface of the nanoparticles may be obtained by polymerization of at least one precursor of the silylated polymer comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit. The polymerization of this precursor of the silylated polymer can be carried out so that the silylated polymer forms a monomolecular layer on the surface of the nanoparticles.
La présence d'une couche monomoléculaire de polymère silylé en surface des nanoparticules peut être validée, par exemple, par une détermination du potentiel zêta.  The presence of a monomolecular layer of silylated polymer at the surface of the nanoparticles can be validated, for example, by a determination of the zeta potential.
Selon un mode de réalisation, le précurseur du polymère silylé peut être un alkylalcoxyde de silicium de formule générale (I) : According to one embodiment, the precursor of the silylated polymer may be a silicon alkylalkoxide of general formula (I):
dans laquelle : in which :
- R1, R2 et R3, identiques ou différents, peuvent représenter un groupe OR5 avec R5 pouvant représenter un groupe alkyle saturé, linéaire ou ramifié en Ci à C4 ; ou un halogène, en particulier choisi parmi Cl ou F, et - R 1 , R 2 and R 3 , identical or different, may represent a group OR 5 with R 5 may represent a saturated alkyl group, linear or branched C 1 -C 4; or a halogen, in particular chosen from Cl or F, and
- R4 peut représenter un groupe hydrocarboné en C2 à C10, linéaire, ramifié ou cyclique, comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, et le cas échéant, interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes, tels qu'un oxygène ou un azote, et de préférence un oxygène, et/ou porteur d'une fonction oxo. R 4 may represent a linear, branched or cyclic C 2 to C 10 hydrocarbon group comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit and, where appropriate, interrupted by one or more heteroatoms, such as oxygen or nitrogen, and preferably oxygen, and / or carrying an oxo function.
Selon un mode de réalisation préféré, R1, R2 et R3, identiques ou différents, et de préférence identiques, peuvent représenter un groupe OR5, avec R5 étant tel que défini ci- dessus ou ci-après ; ou un halogène choisi parmi Cl ou F. According to a preferred embodiment, R 1 , R 2 and R 3 , which may be identical or different, and preferably identical, may represent a group OR 5 , with R 5 being as defined above or hereinafter; or a halogen selected from Cl or F.
De préférence, R1, R2 et R3, identiques ou différents, et de préférence identiques, peuvent représenter un halogène choisi parmi Cl ou un F. Preferably, R 1 , R 2 and R 3 , which are identical or different, and preferably identical, may represent a halogen selected from Cl or an F.
De préférence encore, R1, R2 et R3, identiques ou différents, et de préférence identiques, peuvent représenter un groupe OR5 , avec R5 étant tel que défini ci-dessus ou ci- après. More preferably, R 1 , R 2 and R 3 , which are identical or different, and preferably identical, may represent a group OR 5 , with R 5 being as defined above or hereinafter.
Selon un mode préféré de réalisation, R5 peut représenter un groupe alkyle choisi parmi un méthyle, un éthyle ou un propyle, et de préférence choisi parmi un méthyle ou un éthyle. De préférence, R1, R2, R3 sont identiques, et peuvent être choisis parmi OR5, avec R5 étant un méthyle ou un éthyle. According to a preferred embodiment, R 5 may represent an alkyl group chosen from a methyl, an ethyl or a propyl, and preferably selected from a methyl or an ethyl. Preferably, R 1 , R 2 , R 3 are the same, and may be selected from OR 5 , with R 5 being methyl or ethyl.
Selon un mode de réalisation, R4 peut être un groupe hydrocarboné en C2 à C10 comprenant un radical choisi parmi un radical aryle, en particulier un radical phényle ou naphtyle, un radical vinyle (ou éthényle), ou un radical propényle ou isopropényle, et le cas échéant, étant interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes, tels qu'un oxygène ou un azote, et de préférence un oxygène, et/ou porteur d'une fonction oxo. According to one embodiment, R 4 may be a C2 to C 10 hydrocarbon group comprising a radical chosen from an aryl radical, in particular a phenyl or naphthyl radical, a vinyl (or ethenyl) radical, or a propenyl or isopropenyl radical, and where appropriate, being interrupted by one or more heteroatoms, such as oxygen or nitrogen, and preferably oxygen, and / or carrying an oxo function.
Selon un mode de réalisation, R4 peut être un groupe hydrocarboné en Ce à Clo cyclique comprenant un radical aryle choisi parmi un radical phényle ou naphtyle. According to one embodiment, R 4 may be a hydrocarbon group Ce -C lo comprising a cyclic radical selected from aryl phenyl or naphthyl.
Selon un mode de réalisation, R4 peut être un groupe hydrocarboné en C2 à Cg, linéaire ou ramifié comprenant au moins une insaturation éthylénique ou acétylénique, et étant optionnellement interrompu par un atome d'oxygène et/ou porteur d'une fonction oxo. According to one embodiment, R 4 can be a linear or branched C 2 to C 8 hydrocarbon group comprising at least one ethylenic or acetylenic unsaturation, and optionally being interrupted by an oxygen atom and / or carrying an oxo function.
De préférence, R4 peut être optionnellement interrompu par un atome d'oxygène et être porteur d'une fonction oxo. De préférence encore, l'oxygène interrompant la chaîne hydrocarbonée et le groupe oxo peuvent être conjugués. Preferably, R 4 may be optionally interrupted by an oxygen atom and carry an oxo function. More preferably, the oxygen interrupting the hydrocarbon chain and the oxo group can be conjugated.
Selon un mode de réalisation préféré, R4 peut être choisi parmi un radical vinyle, un radical propényle ou isopropényle, et un radical hydrocarboné ramifié en C7, comprenant au moins une insaturation éthylénique, la chaîne étant interrompue par un atome d'oxygène et portant une fonction oxo, l'atome d'oxygène et la fonction oxo étant conjuguée. According to a preferred embodiment, R 4 can be chosen from a vinyl radical, a propenyl or isopropenyl radical, and a C 7 branched hydrocarbon radical, comprising at least one ethylenic unsaturation, the chain being interrupted by an oxygen atom and carrying an oxo function, the oxygen atom and the oxo function being conjugated .
Selon un mode de réalisation préféré, R4 peut être choisi parmi un groupe phényle, un radical vinyle, un radical propényle, un radical isopropényle, et un radical - (CH2)3OC(0)C(CH3)=CH2 According to a preferred embodiment, R 4 can be chosen from a phenyl group, a vinyl radical, a propenyl radical, an isopropenyl radical, and a radical - (CH 2 ) 3 OC (O) C (CH 3 ) = CH 2
De préférence encore, R4 peut être choisi parmi un radical phényle, un radical vinyle, un radical propényle, et un radical -(CH2)30C(0)C(CH3)=CH2. More preferably, R 4 may be chosen from a phenyl radical, a vinyl radical, a propenyl radical, and a radical - (CH 2 ) 3 0C (O) C (CH 3 ) = CH 2.
De préférence encore, R4 peut être choisi parmi un radical phényle, un radical vinyle, et un radical -(CH2)3OC(0)C(CH3)=CH2. More preferably, R 4 may be chosen from a phenyl radical, a vinyl radical, and a radical - (CH 2 ) 3 OC (O) C (CH 3 ) = CH 2.
Un alcoxyde de silicium convenant à l'invention peut être choisi parmi le triméthoxyvinylsilane (N° CAS 2768-02-7), le triéthoxyvinylsilane (Numéro CAS, 78-08-0), le triéthoxyphénylsilane (N° CAS 780-69-8), le triméthoxyphénylsilane (Numéro CAS, 2996- 92-1), et l'ester de 2-méthylpropèn-2-oyl et de 3-(triméthoxysilyl)propyl (Numéro CAS, 2530- 85-0), voire un mélange de ceux-ci.  A silicon alkoxide suitable for the invention may be chosen from trimethoxyvinylsilane (CAS No. 2768-02-7), triethoxyvinylsilane (CAS number 78-08-0) and triethoxyphenylsilane (CAS No. 780-69-8). ), trimethoxyphenylsilane (CAS number, 2996-92-1), and the ester of 2-methylpropen-2-oyl and 3- (trimethoxysilyl) propyl (CAS number, 2530-85-0), or a mixture of them.
De manière préférée, un alcoxyde de silicium convenant à l'invention peut être choisi parmi le triméthoxyvinylsilane, le triéthoxyvinylsilane, le triéthoxyphénylsilane, le triméthoxyphénylsilane, voire un mélange de ceux-ci. De manière préférée, un alcoxyde de silicium convenant à l'invention est le triméthoxy viny 1 sil ane. Preferably, a silicon alkoxide suitable for the invention may be chosen from trimethoxyvinylsilane, triethoxyvinylsilane, triethoxyphenylsilane, trimethoxyphenylsilane, or a mixture thereof. Preferably, a silicon alkoxide suitable for the invention is trimethoxy vinyl silane.
Molécules d'agent médiateur oxydo-réducteur Redox-reducing mediator molecules
Les nanoparticules revêtues, ou modifiées, au moins partiellement en surface, par un polymère silylé, sont fonctionnalisées par une ou plusieurs molécule(s) d'au moins un agent médiateur oxydo-réducteur.  The nanoparticles coated or modified, at least partially at the surface, with a silylated polymer, are functionalized with one or more molecules of at least one oxidizing reducing agent.
Une molécule d'agent médiateur oxydo-réducteur convenant à l'invention peut être choisie parmi des ferrocènes ; le méthylène green ; le Nile Blue ; des complexes organométallique macrocycliques, à l'image des porphyrines et des phtalocyanines ; des quinones ; des phénoxazines, telles que le méthylène bleu ou la toluidine bleue ; le tétrathiafulvalène ; le tétracyanoquinodiméthane ; le benzylviologène ; le perchlorure de tris(2,2'-bipyridine)cobalt(III) ; des indophénols, tels que le dichlorophénolindophénol ; et de préférence est choisi parmi des ferrocènes.  A molecule of oxido-reducing mediating agent that is suitable for the invention may be chosen from ferrocenes; methylene green; the Blue Nile; macrocyclic organometallic complexes, such as porphyrins and phthalocyanines; quinones; phenoxazines, such as blue methylene or toluidine blue; tetrathiafulvalene; tetracyanoquinodimethane; benzylviologen; tris (2,2'-bipyridine) cobalt (III) perchloride; indophenols, such as dichlorophenolindophenol; and preferably is selected from ferrocenes.
De manière préférée, une molécule d'agent médiateur oxydo-réducteur convenant à l'invention est une molécule de ferrocène.  Preferably, a molecule of redox mediator agent suitable for the invention is a ferrocene molecule.
Une molécule d'agent médiateur oxydo-réducteur convenant à l'invention est présente sous une forme fonctionnalisée par au moins un radical comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique et/ou aromatique.  A molecule of oxido-reducing mediating agent that is suitable for the invention is present in a form functionalized by at least one radical comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit.
Un radical comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique et/ou aromatique convenant à l'invention peut être un groupe hydrocarboné en C2 à C10 comprenant un radical choisi parmi un radical aryle, en particulier un radical phényle ou naphtyle, un radical vinyle, ou un radical propényle ou isopropényle, et le cas échéant, interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes, tels qu'un oxygène ou un azote, et de préférence un oxygène, et/ou porteur d'une fonction oxo. A radical comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit that is suitable for the invention may be a C 2 -C 10 hydrocarbon group comprising a radical chosen from an aryl radical, in particular a phenyl or naphthyl radical, a vinyl radical. or a propenyl or isopropenyl radical, and where appropriate, interrupted by one or more heteroatoms, such as oxygen or nitrogen, and preferably oxygen, and / or carrying an oxo function.
En particulier, un tel radical peut satisfaire aux définitions du radical R4 données précédemment. In particular, such a radical can satisfy the definitions of the radical R 4 given previously.
Un radical comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique et/ou aromatique peut être lié directement ou via un espaceur à la molécule d'agent médiateur oxydo-réducteur.  A radical comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit may be bonded directly or via a spacer to the oxidoreducing agent molecule.
Un espaceur convenant à l'invention peut être une chaîne carbonée en Ci-Cio, éventuellement substituée, par des motifs alkyls, en particulier en Ci à C4, et/ou des motifs halogènes, en particulier choisis parmi Cl ou F, et/ou éventuellement interrompue par des hétéroatomes, notamment O ou N, et/ou des fonctions amides, esters, éthers. Le choix de la présence et de la nature d'un bras espaceur relève des connaissances générales de l'homme du métier. En particulier, le choix de la nature de l'espaceur entre une molécule d'agent médiateur oxydo-réducteur et un radical comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, est opéré sur la base des connaissances générales de l'homme de l'art, en considérant que cet espaceur ne doit pas affecter, au moins substantiellement, l'aptitude du/des motifs éthylénique(s), acétyléniques(s), et/ou aromatique(s), à se lier de manière non-covalente, et notamment par des interactions de type π-π, au(x) motif(s) éthylénique(s), acétylénique(s), et/ou aromatique(s) présents au niveau du polymère silylé. A spacer suitable for the invention may be a C 1 -C 10 carbon chain, optionally substituted with alkyls, in particular C 1 -C 4 , and / or halogen units, in particular chosen from Cl or F, and or optionally interrupted by heteroatoms, in particular O or N, and / or amide, ester or ether functional groups. The choice of presence and nature of a spacer arm is a general knowledge of the skilled person. In particular, the choice of the nature of the spacer between a molecule of redox-mediating agent and a radical comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit is operated on the basis of the general knowledge of the one skilled in the art, considering that this spacer should not affect, at least substantially, the ability of ethylenic (s), acetylenic (s), and / or aromatic (s), to bind in a manner non-covalent, and especially by π-π type interactions, ethylenic (s), acetylenic (s), and / or aromatic (s) present at the level of the silylated polymer.
Il relève des connaissances générales de l'homme de l'art, selon la nature de la molécule d'agent médiateur oxydo-réducteur et la nature du radical comprenant au moins un motif éthylénique et/ou aromatique à greffer sur cette dernière, de mettre en œuvre les conditions opératoires adéquates. Celles-ci ne nécessitent donc pas d'être détaillées plus avant ici.  It is a matter of general knowledge of those skilled in the art, depending on the nature of the oxidoreducing agent molecule and the nature of the radical comprising at least one ethylenic and / or aromatic unit to be grafted onto the latter, to implement the appropriate operating conditions. These do not need to be detailed further here.
Des molécules d'agents médiateurs oxy do-réducteurs convenant à l'invention ainsi modifiées sont disponibles commercialement. A titre d'agents médiateurs oxy do- réducteurs ainsi modifiés et convenant à l'invention, on peut citer, de manière non-limitative le vinyl ferrocène (N° CAS 1271-51-8) et le ferrocènylméthyle méthacrylate (N° CAS 31566- 61-7). Polymère hydrosoluble  Molecules of oxy-reducing mediator agents that are suitable for the invention thus modified are commercially available. As oxy-reducing mediator agents thus modified and suitable for the invention, there may be mentioned, in a nonlimiting manner, vinyl ferrocene (CAS No. 1271-51-8) and ferrocenylmethyl methacrylate (CAS No. 31566). - 61-7). Water-soluble polymer
Les nanoparticules de l'invention peuvent comprendre, en outre, en surface au moins un polymère hydrosoluble. Un tel polymère peut être adsorbé en surface des nanoparticules. La mise en œuvre d'un polymère hydrosoluble permet avantageusement d'obtenir une dispersion homogène dans un liquide des molécules d'agents médiateurs oxydo- réducteurs situés en surface des nanoparticules de l'invention. En particulier, un tel polymère peut permettre de favoriser la formulation des agents médiateurs qui sont insolubles et indispersables.  The nanoparticles of the invention may further comprise, on the surface, at least one water-soluble polymer. Such a polymer can be adsorbed on the surface of the nanoparticles. The use of a water-soluble polymer advantageously makes it possible to obtain a homogeneous dispersion in a liquid of the molecules of oxidoreducing mediating agents located on the surface of the nanoparticles of the invention. In particular, such a polymer can make it possible to promote the formulation of mediators which are insoluble and indispersible.
Un polymère hydrosoluble convenant à l'invention peut être choisi parmi l'alcool polyvinylique, le polyéthylène 40 stéarate, le poly(chlorure de vinylidène co-chlorure de vinyle), le poly(styrène-co-anhydride maléique), la polyvinylpyrrolidone, le poly (vinyl butyral-co-alcool-vinylique-co- vinyl acétate), le poly(anhydride maléique-alt-l-octadécène), le poly(chlorure de vinyle), le PEOX (poly-(2-éthyl-2-oxazoline), le PLGA (poly(acide lactique-co-acide-gly colique), et leurs mélanges. De manière préférée, un polymère hydrosoluble convenant à l'invention est l'alcool polyvinylique (PVA). A water-soluble polymer that is suitable for the invention may be chosen from polyvinyl alcohol, polyethylene stearate, polyvinylidene chloride (co-vinyl chloride), poly (styrene-co-maleic anhydride), polyvinylpyrrolidone, poly (vinyl butyral-co-vinyl-alcohol-co-vinyl acetate), poly (maleic anhydride-alt-1-octadecene), polyvinyl chloride, PEOX (poly- (2-ethyl-2- oxazoline), PLGA (poly (lactic acid-co-acid-glycan), and mixtures thereof. Preferably, a water-soluble polymer that is suitable for the invention is polyvinyl alcohol (PVA).
Procédé de préparation des nanoparticules Process for preparing nanoparticles
Un procédé de préparation de nanoparticules de l'invention, peut comprendre au moins les étapes consistant à :  A process for preparing nanoparticles of the invention may comprise at least the steps of:
a- disposer des nanoparticules, de préférence d'oxyde métallique, en dispersion dans un solvant organique,  a- arranging nanoparticles, preferably metal oxide, in dispersion in an organic solvent,
b- mettre en présence lesdites nanoparticules, avec au moins un précurseur de polymère silylé comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, dans des conditions propices à la formation d'un polymère silylé doté de motif(s) éthylénique(s), acétylénique(s), et/ou aromatique(s) réactif(s) (c'est-à-dire aptes à réagir avec le médiateur oxydo-réducteur), et à son dépôt au moins partiellement en surface desdites nanoparticules,  b- bringing said nanoparticles into contact with at least one silylated polymer precursor comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit, under conditions conducive to the formation of a silylated polymer with ethylenic unit (s) ( s), acetylenic (s), and / or aromatic (s) reagent (s) (that is to say capable of reacting with the redox mediator), and its deposition at least partially on the surface of said nanoparticles,
c- mettre en présence les nanoparticules obtenues à l'étape b- et au moins une molécule d'agent médiateur oxydo-réducteur dotée d'au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, dans des conditions appropriées à l'immobilisation de molécule(s) dudit agent médiateur en surface desdites nanoparticules via l'établissement de liaisons non covalentes, de préférence d'interactions de type π-π, établies entre les motifs éthyléniques, acétyléniques et/ou aromatiques respectivement présents au niveau dudit polymère silylé et de ladite ou desdites molécule (s) d'agent médiateur oxydo-réducteur.  c- bringing together the nanoparticles obtained in step b- and at least one oxidoreducing agent molecule with at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit, under conditions suitable for immobilization of molecule (s) of said mediator agent at the surface of said nanoparticles via the establishment of non-covalent bonds, preferably π-π type interactions, established between the ethylenic, acetylenic and / or aromatic units respectively present at said silylated polymer and said at least one redox mediator molecule (s).
Les nanoparticules à mettre en œuvre dans un procédé de l'invention peuvent être, notamment, telles que définies précédemment. The nanoparticles to be used in a method of the invention may be, in particular, as defined above.
A l'étape a- d'un procédé de l'invention, les nanoparticules peuvent être dispersées dans un solvant organique, en une concentration variant de 0,02 à 20 g/L, de préférence variant de 0,1 à 15 g/L, de préférence encore variant de 0,5 à 10 g/L, de préférence encore variant de 1 à 5 g/L, et plus préférentiellement encore à une concentration d'environ 2g/L.  In step a- of a process of the invention, the nanoparticles may be dispersed in an organic solvent, in a concentration ranging from 0.02 to 20 g / l, preferably ranging from 0.1 to 15 g / l. L, more preferably varying from 0.5 to 10 g / l, more preferably varying from 1 to 5 g / l, and more preferably still at a concentration of approximately 2 g / l.
Un solvant organique convenant à l'invention peut notamment être choisi parmi l'isopropanol, le tétrahydrofurane (THF), le butanol, ou le cyclohexanol.  An organic solvent that is suitable for the invention may be chosen in particular from isopropanol, tetrahydrofuran (THF), butanol or cyclohexanol.
De préférence, un solvant organique convenant à l'invention est l'isopropanol. L'étape b- d'un procédé de l'invention permet avantageusement d'obtenir des nanoparticules modifiées en surface au moyen d'un polymère sylilé, de préférence en couche monomoléculaire. Preferably, an organic solvent suitable for the invention is isopropanol. Step b- of a process of the invention advantageously makes it possible to obtain surface-modified nanoparticles by means of a sylated polymer, preferably a monomolecular layer.
La modification en surface des nanoparticules, à l'étape b- d'un procédé de l'invention, peut être effectuée au moyen d'un alcoxyde de silicium, notamment, tel que défini précédemment.  The surface modification of the nanoparticles, in step b- of a process of the invention, can be carried out using a silicon alkoxide, in particular, as defined above.
Un tel alcoxyde de silicium peut être mis en œuvre dans un solvant réactionnel à raison de 0,01 et 10 g/L, de préférence de 0,05 à 8 g/L, de préférence de 0,1 à 6 g/L, de préférence de 0,2 à 4 g/L, de préférence encore de 0,4 à 2 g/L, voire de 0,6 à 1 g/L, et plus avantageusement encore à raison de 0,6 g/L.  Such a silicon alkoxide may be used in a reaction solvent at a rate of 0.01 and 10 g / l, preferably from 0.05 to 8 g / l, preferably from 0.1 to 6 g / l, preferably from 0.2 to 4 g / l, more preferably from 0.4 to 2 g / l, even from 0.6 to 1 g / l, and more advantageously still at the rate of 0.6 g / l.
Un solvant réactionnel convenant à l'invention peut être un solvant, ou phase organique, notamment être choisi parmi l'isopropanol, le tétrahydrofurane (THF), le butanol, ou le cyclohexanol.  A reaction solvent that is suitable for the invention may be a solvent, or an organic phase, in particular be chosen from isopropanol, tetrahydrofuran (THF), butanol, or cyclohexanol.
De préférence, un solvant réactionnel convenant à l'invention est l'isopropanol. Selon un mode de réalisation, dans un procédé de l'invention, l'étape b- peut être réalisée en présence d'un agent hydrolysant. Un tel agent peut être, notamment, choisi parmi l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium ou l'hydroxyde de potassium.  Preferably, a reaction solvent suitable for the invention is isopropanol. According to one embodiment, in a process of the invention, step b- can be carried out in the presence of a hydrolyzing agent. Such an agent may be, in particular, selected from ammonia, sodium hydroxide or potassium hydroxide.
De préférence, un agent hydrolysant convenant à l'invention est l'ammoniaque. Un agent hydrolysant peut être mis en œuvre à raison de 5 à 50%, voire de 6 à 40%, voire de 7 à 30%, voire de 8 à 20%, voire avantageusement à raison d'environ 10% en poids, par rapport au poids du solvant.  Preferably, a hydrolyzing agent that is suitable for the invention is ammonia. A hydrolysing agent can be used in amounts of 5 to 50%, or even 6 to 40%, or even 7 to 30%, or even 8 to 20%, or even advantageously in a proportion of about 10% by weight, by relative to the weight of the solvent.
L'étape b- d'un procédé de l'invention peut être effectuée à température ambiante, variant d'environ 20 à 24°C, et peut durer environ de 20 à 3 Oh, et de préférence environ 24h.  Step b- of a process of the invention may be carried out at room temperature, ranging from about 20 to 24 ° C, and may last from about 20 to 3 hours, and preferably about 24 hours.
De préférence cette étape peut être effectuée sous agitation, selon les moyens habituellement mis en œuvre par l'homme de l'art dans le domaine.  Preferably this step can be carried out with stirring, according to the means usually implemented by those skilled in the art.
L'étape c- d'un procédé de l'invention permet avantageusement d'obtenir des nanoparticules fonctionnalisées en surface par une ou plusieurs molécule(s) d'un agent médiateur oxy do-réducteur. Step c- of a process of the invention advantageously makes it possible to obtain nanoparticles functionalized on the surface by one or more molecules of an oxy-reducing agent-reducing agent.
Cette étape c- peut être effectuée au moyen de molécules d'agent médiateur oxy do-réducteur, notamment, telles que définies précédemment.  This step c- can be carried out by means of oxy-reducing agent mediator molecules, especially as defined above.
A l'étape c- d'un procédé de l'invention, un agent médiateur oxy do-réducteur peut être mis en œuvre dans un solvant réactionnel à raison de 0,25 à 25% en poids, par rapport au poids du solvant, voire de 0,5 à 20%, voire de 1 à 15%, voire de 2 à 10%, voire de 3 à 8%, voire de 4 à 6%, et plus avantageusement encore à raison de 5% en poids, par rapport au poids du solvant. In step c) of a process of the invention, an oxy-reducing agent may be used in a reaction solvent in a proportion of 0.25 to 25% by weight, relative to the weight of the solvent. even from 0.5 to 20%, even from 1 to 15%, even from 2 to 10%, even from 3 to 8%, from 4 to 6%, and still more preferably 5% by weight, based on the weight of the solvent.
Pour la mise en œuvre d'une étape c- d'un procédé de l'invention, les nanoparticules issues de l'étape b- peuvent être récupérées, isolées, et dispersées dans un solvant réactionnel, en particulier un solvant aqueux, notamment de l'eau, ou organique, notamment tel que défini précédemment, à raison de 0,25 à 25%, voire de 0,5 à 20%, voire de 1 à 15%, voire de 2 à 10%, voire de 3 à 8%, voire de 4 à 6%, et plus avantageusement encore, à raison à 5% en poids, par rapport au poids du solvant.  For the implementation of a step c- of a process of the invention, the nanoparticles from step b- can be recovered, isolated, and dispersed in a reaction solvent, in particular an aqueous solvent, in particular water, or organic, especially as defined above, at a rate of 0.25 to 25%, or even 0.5 to 20%, or even 1 to 15%, or even 2 to 10%, or even 3 to 8%, or even 4 to 6%, and more advantageously still, at 5% by weight, relative to the weight of the solvent.
Un solvant réactionnel convenant à l'invention pour l'étape c- peut notamment être choisi parmi une phase aqueuse, notamment de l'eau, ou une phase organique, par exemple tel que défini ci-dessus. De préférence, un solvant réactionnel convenant à l'invention est une phase aqueuse, et de préférence encore est de l'eau.  A reaction solvent which is suitable for the invention for step c may in particular be chosen from an aqueous phase, in particular water, or an organic phase, for example as defined above. Preferably, a reaction solvent suitable for the invention is an aqueous phase, and more preferably is water.
Selon un mode de réalisation, dans un procédé de l'invention, l'étape c- peut être effectuée à température ambiante, et notamment à une température variant d'environ 20 à 24°C. L'étape c- peut être effectuée par exemple pendant une période de temps d'environ 2 à 6 jours, voire de 3 à 5 jours, et de préférence d'environ 4 jours.  According to one embodiment, in a method of the invention, step c- can be carried out at room temperature, and especially at a temperature ranging from about 20 to 24 ° C. Step c- may be carried out for example for a period of time of about 2 to 6 days, or even 3 to 5 days, and preferably about 4 days.
L'étape c- peut être effectuée de préférence sous agitation, selon les moyens habituellement mis en œuvre par l'homme de l'art dans le domaine.  Step c- may preferably be carried out with stirring, according to the means usually employed by those skilled in the art.
Selon un mode de réalisation, un procédé de l'invention peut comprendre en outre la mise en présence des nanoparticules obtenues à l'étape c- avec au moins un polymère hydrosoluble, dans des conditions propices à l'immobilisation, notamment par adsorption, de ce polymère en surface des nanoparticules fonctionnalisées.  According to one embodiment, a method of the invention may further comprise bringing into contact with the nanoparticles obtained in step c- with at least one water-soluble polymer, under conditions favorable to the immobilization, in particular by adsorption, of this polymer at the surface of the functionalized nanoparticles.
Selon une variante préférée de réalisation, l'étape c- peut être réalisée en présence d'au moins un polymère hydrosoluble, dans des conditions propices à l'immobilisation, notamment par adsorption, de ce polymère en surface des nanoparticules fonctionnalisées.  According to a preferred embodiment, step c- can be carried out in the presence of at least one water-soluble polymer, under conditions conducive to the immobilization, in particular by adsorption, of this polymer at the surface of the functionalized nanoparticles.
Un polymère hydrosoluble convenant à l'invention peut, notamment, être tel que défini précédemment.  A water-soluble polymer that is suitable for the invention may, in particular, be as defined above.
Un polymère hydrosoluble peut être mis en œuvre dans un solvant à raison de 2 à 40% en poids par rapport au poids du solvant, voire de 3 à 30%, voire de 4 à 25%, voire de 5 à 20%, voire de 5 à 15%, voire de 6 à 12%, voire de 8 à 10%, et plus avantageusement encore à raison de 10% en poids par rapport au poids du solvant.  A water-soluble polymer may be used in a solvent in a proportion of 2 to 40% by weight relative to the weight of the solvent, or even 3 to 30%, or even 4 to 25%, or even 5 to 20%, or even 5 to 15%, or even 6 to 12%, or even 8 to 10%, and more preferably 10% by weight relative to the weight of the solvent.
Un solvant convenant à l'invention pour le polymère hydrosoluble peut notamment être tel que défini ci-dessus, et de préférence peut être de l'eau. Selon un mode de réalisation, un procédé de l'invention peut comprendre en outre une étape intermédiaire entre les étapes b- et c-, consistant à isoler les nanoparticules obtenues à l'issue de l'étape b-, notamment par centrifugation, et optionnellement une étape consistant à sécher lesdites nanoparticules isolées. A solvent suitable for the invention for the water-soluble polymer may in particular be as defined above, and preferably may be water. According to one embodiment, a process of the invention may further comprise an intermediate step between steps b- and c-, consisting in isolating the nanoparticles obtained at the end of step b-, in particular by centrifugation, and optionally a step of drying said isolated nanoparticles.
Une telle étape d'isolement des nanoparticules peut être effectuée par centrifugation à température ambiante, et à une vitesse comprise entre 4000 et 12000 rpm, et en particulier de l'ordre de 8000 rpm (i.e. 8000 ± 500 rpm), pendant une durée comprise entre 1 min et 1 h, notamment entre 2 min et 30 min et, en particulier pendant 10 min.  Such an isolation step of the nanoparticles can be carried out by centrifugation at ambient temperature, and at a speed of between 4000 and 12000 rpm, and in particular of the order of 8000 rpm (ie 8000 ± 500 rpm), for a period of time between 1 min and 1 h, in particular between 2 min and 30 min and, in particular for 10 min.
Suite à l'étape d'isolement, les nanoparticules ainsi obtenues peuvent être soumises à une étape de séchage, puis une étape de broyage. Les étapes de séchage et de broyage peuvent être effectuées par toute technique habituellement mise en œuvre par l'homme de l'art dans le domaine.  Following the isolation step, the nanoparticles thus obtained can be subjected to a drying step and then a grinding step. The drying and milling steps can be performed by any technique usually employed by those skilled in the art.
Selon un mode de réalisation, un procédé de l'invention peut comprendre en outre au moins une étape supplémentaire, à l'issue de l'étape c-, consistant à cristalliser les nanoparticules. Une telle étape peut être effectuée par trempage de la dispersion de nanoparticules obtenues à l'étape c- dans de l'azote liquide (N2), au goutte à goutte. Le précipité ainsi obtenu peut être filtré par toute technique habituellement utilisée par l'homme de l'art dans le domaine. According to one embodiment, a method of the invention may further comprise at least one additional step, at the end of step c-, of crystallizing the nanoparticles. Such a step can be performed by dipping the dispersion of nanoparticles obtained in step c- into liquid nitrogen (N 2 ), drop by drop. The precipitate thus obtained can be filtered by any technique usually used by those skilled in the art.
Selon un mode de réalisation, un procédé de l'invention peut comprendre en outre au moins une étape supplémentaire consistant à lyophiliser les nanoparticules. L'étape de lyophilisation peut être mise en œuvre par toute technique habituellement utilisée par l'homme de l'art dans le domaine. According to one embodiment, a method of the invention may further comprise at least one additional step of lyophilizing the nanoparticles. The lyophilization step can be carried out by any technique usually used by those skilled in the art.
Les nanoparticules ainsi obtenues peuvent se présenter sous forme d'agglomérats auto-dispersables dans un solvant aqueux ou organique, notamment tel que défini précédemment.  The nanoparticles thus obtained may be in the form of self-dispersible agglomerates in an aqueous or organic solvent, especially as defined above.
Un procédé de l'invention permet avantageusement d'obtenir des nanoparticules revêtues ou modifiées en surface au moyen d'un polymère sylilé, de préférence en couche monomoléculaire, et fonctionnalisées en surface au moyen de molécules d'agent médiateur oxydo-réducteur, ces dernières étant immobilisées en surface au moyen de liaisons non covalentes, de préférence d'interactions de type π-π, établies entre des motifs éthyléniques.. acétyléniques, et/ou aromatiques respectivement présents au niveau dudit polymère silylé et de ladite ou desdites molécule(s) d'agent médiateur oxy do-réducteur. A method of the invention advantageously makes it possible to obtain surface-coated or surface-modified nanoparticles by means of a sylile polymer, preferably in monomolecular layer, and functionalised on the surface by means of oxydo-reducing mediating agent molecules, the latter being being immobilized at the surface by means of non-covalent bonds, preferably π-π type interactions, established between ethylenic units. acetylenic, and / or aromatic respectively present at said silylated polymer and said at least one oxy-reducing agent molecule (s).
La présente invention concerne également des nanoparticules susceptibles d'être obtenues selon un procédé tel que défini ci-dessus.  The present invention also relates to nanoparticles that can be obtained according to a process as defined above.
Agglomérat agglomerate
Les nanoparticules décrites précédemment, et de préférence les nanoparticules comprenant en surface au moins un polymère hydrosoluble, peuvent être formulées sous forme d'agglomérats.  The nanoparticles described above, and preferably the nanoparticles comprising on the surface at least one water-soluble polymer, can be formulated in the form of agglomerates.
Un tel agglomérat peut être sous forme de bille(s), ayant de préférence un diamètre moyen d'environ 2 à 3 mm.  Such an agglomerate may be in the form of a ball (s), preferably having an average diameter of about 2 to 3 mm.
Selon un mode de réalisation, un agglomérat de l'invention peut être auto- dispersable dans un solvant hydrophile, de préférence dans un solvant aqueux, et de préférence encore dans de l'eau.  According to one embodiment, an agglomerate of the invention may be self-dispersible in a hydrophilic solvent, preferably in an aqueous solvent, and more preferably in water.
La dispersion d'un agglomérat de nanoparticules de l'invention peut avantageusement être effectuée dans une phase aqueuse, et de préférence dans de l'eau, lors de la formulation d'une encre.  The dispersion of an agglomeration of nanoparticles of the invention may advantageously be carried out in an aqueous phase, and preferably in water, during the formulation of an ink.
Le caractère homogène d'une solution ou d'une dispersion d'un agglomérat de nanoparticules de l'invention dans un solvant peut s'évaluer par toute méthode connue dans le domaine, par exemple, au plan macroscopique, de manière visuelle.  The homogeneous nature of a solution or dispersion of an agglomeration of nanoparticles of the invention in a solvent can be evaluated by any method known in the field, for example, macroscopically, visually.
Procédé de préparation d'un agglomérat Process for preparing an agglomerate
Un agglomérat de l'invention peut être plus particulièrement préparé selon un procédé tel que détaillé ci-après.  An agglomerate of the invention may be more particularly prepared according to a method as detailed below.
Un procédé de préparation d'un agglomérat de l'invention peut comprendre au moins les étapes consistant à :  A method for preparing an agglomerate of the invention may comprise at least the steps of:
- disposer d'une dispersion de nanoparticules de l'invention, notamment telles que définies précédemment, et de préférence comprenant en surface au moins un polymère hydrosoluble, notamment tel que défini précédemment,  - Having a nanoparticle dispersion of the invention, especially as defined above, and preferably comprising at least one water-soluble polymer, especially as defined above,
- procéder au trempage goutte à goutte de ladite dispersion, dans de l'azote liquide, pour obtenir un matériau solide,  - Dipping of said dispersion in liquid nitrogen, to obtain a solid material,
- récupérer par filtration le matériau solide ainsi obtenu, et le cas échéant - recover by filtration the solid material thus obtained, and where appropriate
- lyophiliser le matériau solide ainsi récupéré. Matériau support lyophilize the solid material thus recovered. Support material
Matériau  Material
Selon un mode de réalisation préféré, les nanoparticules de l'invention peuvent être adsorbées en surface d'un matériau support.  According to a preferred embodiment, the nanoparticles of the invention can be adsorbed on the surface of a support material.
Un matériau support convenant à l'invention peut être choisi parmi un nanotube de carbone multi-feuillet, un nanotube de carbone mono-feuillet, le graphène, le graphite, des fibres de carbone, et des fullerènes.  A support material that is suitable for the invention may be chosen from a multi-layer carbon nanotube, a single-layer carbon nanotube, graphene, graphite, carbon fibers, and fullerenes.
De préférence, un matériau support convenant à l'invention peut être un nanotube de carbone multi-feuillet.  Preferably, a support material that is suitable for the invention may be a multi-layer carbon nanotube.
Des nanotubes de carbone susceptibles de convenir à l'invention peuvent avoir un diamètre d'environ 9,5 nm, et une pureté au moins supérieure ou égale à 95%.  Carbon nanotubes that may be suitable for the invention may have a diameter of about 9.5 nm, and a purity of at least 95% or more.
Des nanotubes de carbone multi-feuillet convenant à l'invention comprennent au moins deux feuillets.  Multi-sheet carbon nanotubes suitable for the invention comprise at least two sheets.
De préférence, un matériau support convenant à l'invention est constitué de nanotubes de carbone multi-feuillet. De tels nanotubes exercent avantageusement un rôle de conducteur des électrons, favorisant ainsi le transfert des électrons du site catalytique d'une enzyme vers une électrode, lors de la mise en œuvre des nanoparticules de l'invention dans une biopile à combustible.  Preferably, a support material that is suitable for the invention consists of multi-layer carbon nanotubes. Such nanotubes advantageously have a role of conducting electrons, thus promoting the transfer of electrons from the catalytic site of an enzyme to an electrode, when the nanoparticles of the invention are used in a fuel cell.
Selon un mode de réalisation, en surface de ce matériau support, peut être en outre adsorbée au moins une enzyme. Selon ce mode de réalisation un matériau support de l'invention peut comprendre, co-adsorbées en surface, au moins des nanoparticules de l'invention et au moins une enzyme.  According to one embodiment, on the surface of this support material, can be further adsorbed at least one enzyme. According to this embodiment, a support material of the invention may comprise, co-adsorbed on the surface, at least nanoparticles of the invention and at least one enzyme.
Enzyme Enzyme
Une enzyme convenant à l'invention peut être une enzyme apte à catalyser une réaction générant des électrons, et de préférence une réaction d'oxydation.  An enzyme suitable for the invention may be an enzyme capable of catalyzing an electron generating reaction, and preferably an oxidation reaction.
De préférence, une enzyme convenant à l'invention peut être apte à catalyser l'oxydation du glucose. Une telle enzyme peut être choisie parmi la glucose oxydase, la cellobiose déshydrogénase, ou la glucose déshydrogénase.  Preferably, an enzyme suitable for the invention may be able to catalyze the oxidation of glucose. Such an enzyme may be selected from glucose oxidase, cellobiose dehydrogenase, or glucose dehydrogenase.
De préférence encore, une enzyme convenant à l'invention peut être la glucose oxydase (GOx).  More preferably, an enzyme suitable for the invention may be glucose oxidase (GOx).
Une enzyme convenant à l'invention peut être obtenue par toute méthode connue dans le domaine, telle que l'extraction à partir de microorganismes, et notamment des bactéries ou des levures comme Aspergillus niger, les produisant naturellement ou après modification par génie génétique. De telles méthodes sont connues de l'homme de l'art et ne nécessite pas d'être détaillées plus avant ici. An enzyme suitable for the invention may be obtained by any method known in the art, such as extraction from microorganisms, and especially bacteria or yeasts such as Aspergillus niger, producing them naturally or after modification by genetic engineering. Such methods are known to those skilled in the art and do not need to be detailed further here.
Procédé de préparation d 'un matériau support Process for the preparation of a support material
Un matériau support de l'invention peut être plus particulièrement préparé selon un procédé tel que détaillé ci-après.  A support material of the invention may be more particularly prepared according to a method as detailed below.
Un procédé de préparation d'un matériau support de l'invention peut comprendre au moins les étapes consistant à :  A method of preparing a carrier material of the invention may comprise at least the steps of:
- disposer d'une dispersion d'un matériau support dans un solvant physiologiquement acceptable, de préférence d'une solution aqueuse, et plus préférentiellement encore de l'eau,  - Having a dispersion of a carrier material in a physiologically acceptable solvent, preferably an aqueous solution, and more preferably still water,
- disposer d'une dispersion de nanoparticules fonctionnalisées par une ou plusieurs molécule(s) d'un médiateur oxy do-réducteur telles que définies précédemment, et de préférence comprenant en surface au moins un polymère hydrosoluble, notamment tel que défini précédemment, dans un solvant physiologiquement acceptable, de préférence d'une solution aqueuse, et plus préférentiellement encore de l'eau,  - Having a dispersion of nanoparticles functionalized with one or more molecules of an oxy-reducting mediator as defined above, and preferably comprising on the surface at least one water-soluble polymer, especially as defined above, in a a physiologically acceptable solvent, preferably an aqueous solution, and even more preferably water,
- mélanger la dispersion du matériau support avec la dispersion de nanoparticules dans des conditions propices à l'adsorption des nanoparticules en surface du matériau support.  - Mixing the dispersion of the support material with the dispersion of nanoparticles under conditions conducive to the adsorption of the nanoparticles on the surface of the support material.
Par « physiologiquement acceptable», on entend au sens de l'invention désigner un solvant qui puisse être administré, par exemple par voie orale, par voie topique, ou par voie injectable, à un animal, de préférence à un mammifère, et de préférence encore à un être humain.  For the purposes of the invention, the term "physiologically acceptable" is intended to mean a solvent which can be administered, for example orally, topically, or by injection, to an animal, preferably a mammal, and preferably still to a human being.
Un matériau support convenant à l'invention peut notamment être tel que défini précédemment.  A support material that is suitable for the invention may in particular be as defined above.
Avantageusement, le mélange de la dispersion du matériau support avec la dispersion de nanoparticules peut être soumis à différents moyens d'agitation, mécanique, thermique ou sonore. De préférence, un moyen d'agitation convenant pour l'invention peut être une agitation sonore, notamment par ultra-sons. Une telle agitation permet avantageusement de favoriser l'adsorption des nanoparticules à la surface du matériau support, tel que les parois des nanotubes de carbone. La durée d'un bain à ultrason peut être par exemple de 30 minutes environ.  Advantageously, the mixture of the dispersion of the support material with the dispersion of nanoparticles can be subjected to different means of agitation, mechanical, thermal or sound. Preferably, a stirring means that is suitable for the invention may be sound agitation, in particular by ultrasound. Such agitation advantageously promotes the adsorption of the nanoparticles on the surface of the support material, such as the walls of the carbon nanotubes. The duration of an ultrasound bath can be, for example, approximately 30 minutes.
Un procédé de préparation d'un matériau support de l'invention peut en outre comprendre au moins une étape supplémentaire consistant à ajouter au mélange de la dispersion du matériau support avec la dispersion de nanoparticules, une solution ou une dispersion d'au moins une enzyme, de préférence telle que définie précédemment. La solution ou la dispersion d'enzyme(s) peut être effectuée dans un solvant physiologiquement acceptable, de préférence d'une solution aqueuse, et plus préférentiellement encore de l'eau. A process for preparing a carrier material of the invention may further comprise at least one additional step of adding to the dispersion mixture of the carrier material and the nanoparticle dispersion a solution or dispersion of at least one enzyme, preferably as defined above. The solution or the dispersion of enzyme (s) can be carried out in a physiologically acceptable solvent, preferably an aqueous solution, and more preferably still water.
Le mélange contenant au moins un matériau support, au moins des nanoparticules de l'invention, et au moins une enzyme peut être en outre soumis à une étape d'agitation telle que définie ci-dessus. Une telle agitation permet avantageusement de favoriser l'adsorption des nanoparticules et de l'enzyme à la surface du matériau support, tel que les parois des nanotubes de carbone. La durée d'un bain à ultrason peut être par exemple de 30 minutes environ.  The mixture containing at least one support material, at least nanoparticles of the invention, and at least one enzyme may be further subjected to a stirring step as defined above. Such agitation advantageously promotes the adsorption of the nanoparticles and the enzyme on the surface of the support material, such as the walls of the carbon nanotubes. The duration of an ultrasound bath can be, for example, approximately 30 minutes.
Selon une variante préférée de réalisation, le mélange du matériau support, des nanoparticules de l'invention et d'au moins une enzyme peut être réalisée au cours de la même étape. Le mélange ainsi obtenu peut en outre être soumis à une étape d'agitation telle que définie ci-dessus.  According to a preferred variant embodiment, the mixture of the support material, the nanoparticles of the invention and at least one enzyme can be produced during the same step. The mixture thus obtained may also be subjected to a stirring step as defined above.
Selon une variante de réalisation, un procédé de préparation d'un matériau support de l'invention peut en outre comprendre au moins une étape consistant à ajouter à la dispersion ou suspension obtenue au moins un copolymère d'acide sulfonique fluoré. Cette étape est avantageusement effectuée préalablement à l'étape d'agitation.  According to an alternative embodiment, a method for preparing a support material of the invention may further comprise at least one step of adding to the dispersion or suspension obtained at least one fluorinated sulfonic acid copolymer. This step is advantageously carried out prior to the stirring step.
Selon un mode de réalisation la suspension ou dispersion d'un matériau support ainsi obtenu peut être mis en œuvre à titre d'encre. According to one embodiment, the suspension or dispersion of a support material thus obtained can be used as an ink.
Encre Ink
Selon un mode de réalisation, les nanoparticules de l'invention peuvent être formulées sous forme d'une encre.  According to one embodiment, the nanoparticles of the invention can be formulated in the form of an ink.
Une encre de l'invention peut comprendre au moins des nanoparticules de l'invention ou au moins un matériau support selon l'invention.  An ink of the invention may comprise at least nanoparticles of the invention or at least one support material according to the invention.
La phase dispersante ou solvante d'une encre de l'invention peut être un solvant hydrophile, de préférence une phase liquide aqueuse ou organique, et de préférence encore être de l'eau.  The dispersant or solvent phase of an ink of the invention may be a hydrophilic solvent, preferably an aqueous or organic liquid phase, and more preferably be water.
De manière préférée, un solvant hydrophile convenant à l'invention est un solvant physiologiquement acceptable.  Preferably, a hydrophilic solvent that is suitable for the invention is a physiologically acceptable solvent.
Selon un mode de réalisation, une encre selon l'invention peut comprendre en outre au moins un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéhtylène sulfoné. Un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéhtylène sulfoné convenant à l'invention peut notamment être du NAFION®. According to one embodiment, an ink according to the invention may further comprise at least one fluoropolymer based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer. A copolymer-based sulfonated fluoropolymer tétrafluoroéhtylène suitable for the invention may in particular be of NAFION ®.
Procédé de préparation d'une encre Process for preparing an ink
Une encre de l'invention peut être plus particulièrement préparé selon un procédé tel que détaillé ci-après.  An ink of the invention may be more particularly prepared according to a method as detailed below.
Un procédé de préparation d'une encre de l'invention peut comprendre au moins les étapes consistant à :  A process for preparing an ink of the invention may comprise at least the steps of:
- disposer de nanoparticules de l'invention ou d'un matériau support de l'invention,  - Having nanoparticles of the invention or a support material of the invention,
- disperser ou suspendre les nanoparticules ou le matériau support dans un solvant hydrophile.  dispersing or suspending the nanoparticles or the support material in a hydrophilic solvent.
L'encre ainsi obtenue peut être soumise à différents moyens d'agitation, mécanique, thermique ou sonore. De préférence, un moyen d'agitation convenant pour l'invention peut être une agitation sonore, notamment par ultra-sons. La durée d'un bain à ultrason peut être par exemple de 30 minutes environ.  The ink thus obtained can be subjected to different means of agitation, mechanical, thermal or sound. Preferably, a stirring means that is suitable for the invention may be sound agitation, in particular by ultrasound. The duration of an ultrasound bath can be, for example, approximately 30 minutes.
Selon une variante de réalisation, un procédé de préparation d'une encre de l'invention peut en outre comprendre au moins une étape consistant à ajouter à la dispersion ou suspension obtenue au moins un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéhtylène sulfoné. Cette étape est avantageusement effectuée préalablement à l'étape d'agitation.  According to an alternative embodiment, a method for preparing an ink of the invention may further comprise at least one step of adding to the dispersion or suspension obtained at least one fluoropolymer based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer. This step is advantageously carried out prior to the stirring step.
Electrode Electrode
Une électrode de l'invention peut être formée en tout ou partie de nanoparticules de l'invention ou d'un matériau support de l'invention, notamment tels que définis précédemment.  An electrode of the invention may be formed in all or part of the nanoparticles of the invention or a support material of the invention, especially as defined above.
Selon un mode de réalisation, les nanoparticules ou le matériau support est/sont déposé(es) sur un support de carbone vitreux ou une membrane anionique et/ou cationique, de préférence une membrane d'un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéthylène sulfoné.  According to one embodiment, the nanoparticles or the support material is / are deposited on a vitreous carbon support or an anionic and / or cationic membrane, preferably a membrane of a fluoropolymer based on a sulfonated tetrafluoroethylene copolymer.
Le choix d'un matériau pour une électrode de l'invention peut dépendre de plusieurs facteurs, dont, notamment, le pH auquel doit être réalisée la réaction catalysée par l'enzyme ou la nature de l'agent médiateur oxydo-réducteur. L'homme de l'art peut sur la base de ses connaissances générales opérer le choix approprié du matériau à retenir. Par exemple, lorsque la réaction catalysée par l'enzyme doit être effectuée, de préférence, à un pH de 7, ou proche de 7, comme c'est le cas pour la GOx, un matériau convenant pour une électrode de l'invention peut être une membrane d'un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéhtylène sulfoné, et de préférence une membrane de NAFION®. The choice of a material for an electrode of the invention may depend on a number of factors, including, in particular, the pH at which the reaction catalyzed by the enzyme or the nature of the oxidizing reducing agent is to be carried out. Those skilled in the art can on the basis of their general knowledge operate the appropriate choice of material to remember. For example, when the enzyme catalyzed reaction is to be carried out, preferably, at a pH of 7, or close to 7, as is the case for GOx, a material suitable for an electrode of the invention can be a fluoropolymer membrane based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer, and preferably a membrane of NAFION ® .
De préférence un support convenant pour une électrode de l'invention peut être une membrane d'un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéthylène sulfoné. Une membrane d'un copolymère d'acide sulfonique fluoré convenant à l'invention peut être une membrane de NAFION®. Preferably a support suitable for an electrode of the invention may be a membrane of a fluoropolymer based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer. A membrane of a copolymer of fluorinated sulphonic acid suitable for the invention may be a membrane of NAFION ®.
Procédé de préparation d'une électrode Method of preparing an electrode
Une électrode de l'invention peut être plus particulièrement préparée selon un procédé tel que détaillé ci-après.  An electrode of the invention may be more particularly prepared according to a method as detailed below.
Un procédé de préparation d'une électrode de l'invention peut comprendre au moins une étape consistant à déposer sur un support, en particulier un support de carbone vitreux ou une membrane anionique et/ou cationique, de préférence une membrane d'un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéhtylène sulfoné, une encre de l'invention, notamment telle que définie ci-dessus.  A method for preparing an electrode of the invention may comprise at least one step of depositing on a support, in particular a glassy carbon support or an anionic and / or cationic membrane, preferably a membrane of a fluoropolymer with base of sulfonated tetrafluoroethylene copolymer, an ink of the invention, especially as defined above.
Le dépôt de l'encre peut être effectué par toute technique connue de l'homme de l'art, et notamment par drop-casting.  The deposition of the ink can be performed by any technique known to those skilled in the art, including drop-casting.
Biopile à combustible Biopile fuel
Une biopile est constituée de deux électrodes. L'anode transporte le flux d'électrons issus de l'oxydation du glucose. Ces électrons se retrouvent à la fin du circuit électrique au niveau de la cathode et sont captés par un catalyseur qui assure la réduction du dioxygène en eau. Ce flux d'électrons, de l'électrode négative à la positive, induit par la même occasion la circulation d'un courant électrique dans le circuit extérieur.  A biopile consists of two electrodes. The anode transports the flow of electrons resulting from the oxidation of glucose. These electrons are found at the end of the electric circuit at the cathode and are captured by a catalyst that ensures the reduction of oxygen in water. This flow of electrons, from the negative to the positive electrode, induces at the same time the circulation of an electric current in the external circuit.
Une biopile à combustible de l'invention peut comprendre, à titre d'anode, ou de compartiment anodique, des nanoparticules de l'invention, un matériau support de l'invention, une encre de l'invention, l'encre étant séchée, ou au moins une électrode de l'invention.  A fuel biopile of the invention may comprise, as anode or anode compartment, nanoparticles of the invention, a support material of the invention, an ink of the invention, the ink being dried, or at least one electrode of the invention.
Une encre de l'invention peut être déposée et séchée sur un support, par exemple une membrane NAFION®. Le compartiment anodique d'une biopile de l'invention peut être desservi par un flux continu, à l'aide d'une pompe péristal tique, d'une solution de glucose (par exemple 50 mM) préparée dans un tampon, par exemple un tampon phosphate (100 mM, pH 7). Selon un mode de réalisation, une biopile de l'invention peut comprendre une cathode, ou un compartiment cathodique, constitué(e) d'une électrode comprenant en surface un métal choisi parmi du platine, de l'or ou de l'argent, notamment sous forme de nanoparticules métalliques. Ces nanoparticules peuvent notamment être présentes sous une forme immobilisée en surface de nanoparticules de carbone. An ink of the invention may be deposited and dried on a support, for example a NAFION ® membrane. The anode compartment of a biopile of the invention can be served by a continuous flow, with the aid of a peristaltic pump, of a solution of glucose (for example 50 mM) prepared in a buffer, for example a phosphate buffer (100 mM, pH 7). According to one embodiment, a biopile of the invention may comprise a cathode, or a cathode compartment, consisting of an electrode comprising at the surface a metal chosen from platinum, gold or silver, especially in the form of metal nanoparticles. These nanoparticles may in particular be present in a form immobilized on the surface of carbon nanoparticles.
De préférence, le métal peut être du platine. Le platine permet avantageusement de maintenir la biocompatibilité de la biopile et permet, également avantageusement, la réduction de l'oxygène de l'air à un potentiel relativement élevé.  Preferably, the metal may be platinum. Advantageously, platinum makes it possible to maintain the biocompatibility of the biopile and also advantageously enables the reduction of oxygen in the air to a relatively high potential.
Selon un mode de réalisation, le métal peut être déposé en surface d'une membrane d'un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéthylène sulfoné.  According to one embodiment, the metal may be deposited on the surface of a membrane of a fluoropolymer based on sulfonated tetrafluoroethylene copolymer.
Selon un mode de réalisation, la cathode d'une biopile de l'invention peut en outre être recouverte d'une couche poreuse métallique, et en particulier d'une couche poreuse d'or, d'argent, de platine ou de titane.  According to one embodiment, the cathode of a biopile of the invention may also be covered with a porous metal layer, and in particular a porous layer of gold, silver, platinum or titanium.
Le compartiment cathodique d'une biopile de l'invention peut être obtenu, par exemple, comme suit. Une encre à base de particules de carbone, par exemple VULCAN XC- 72-R, recouvertes de nanoparticules de platine, par exemple 60% Pt, peut être utilisée. Le catalyseur à base de nanoparticules de platine peut être pulvérisé sur une membrane de The cathode compartment of a biopile of the invention can be obtained, for example, as follows. An ink based on carbon particles, for example VULCAN XC-72-R, coated with platinum nanoparticles, for example 60% Pt, may be used. The catalyst based on platinum nanoparticles can be sprayed on a membrane of
NAFION® avec un recouvrement de 600 μg/cm2. Une couche poreuse d'or déposée par PVDNAFION ® with a coverage of 600 μg / cm 2 . A porous gold layer deposited by PVD
(Physical Vapor Déposition) permet la collecte d'électrons. (Physical Vapor Deposition) allows the collection of electrons.
Le compartiment cathodique de la pile peut être exposé à l'air et peut fonctionner sous conditions « air breathing ».  The cathode compartment of the battery can be exposed to the air and can operate under "air breathing" conditions.
Dans l'ensemble du texte, à savoir la description présentée ci-avant et les exemples présentés ci-après, l'expression « entre... et... » relative à une plage de valeur doit être entendue comme incluant les bornes de cette plage. Throughout the text, namely the description presented above and the examples presented hereinafter, the expression "between ... and ..." relating to a range of values must be understood as including the limits of this beach.
Les exemples donnés ci-après sont présentés à titre d'illustration de l'objet de l'invention et ne doivent pas être interprétés comme limitant sa portée. EXEMPLES The examples given below are presented by way of illustration of the subject of the invention and should not be interpreted as limiting its scope. EXAMPLES
Exemple 1 Example 1
Synthèse des nanoparticules de ZnO fonctionnalisées au ferrocène  Synthesis of ZnO Nanoparticles Functionalized to Ferrocene
Le schéma de synthèse des nanoparticules de ZnO fonctionnalisées au ferrocène selon l'invention est présenté Figure 3. la- Synthèse et analyse des nanoparticules de ZnO The scheme for the synthesis of ZnO nanoparticles functionalized with ferrocene according to the invention is presented in FIG. 3. The synthesis and analysis of ZnO nanoparticles
La synthèse des nanoparticules de ZnO pures a été réalisée par co-précipitation. The synthesis of pure ZnO nanoparticles was carried out by co-precipitation.
Les réactifs initiaux sont le nitrate de zinc hydraté et le carbonate de sodium. Pour préparer 10 g d'un échantillon de ZnO pur, une solution à 0,2 mol/L de Zn(N03)2.6H20 est préparée, c'est-à-dire, 36,5 g dans 615 mL d'eau distillée. Une solution à 0,5 mol/L de carbonate de sodium a été réalisée en dissolvant 13,78 g de carbonate de sodium dans 246 mL d'eau distillée. The initial reagents are hydrated zinc nitrate and sodium carbonate. To prepare 10 g of a sample of pure ZnO, a 0.2 mol / L solution of Zn (NO 3 ) 2.6H 2 O is prepared, i.e., 36.5 g in 615 mL of 'distilled water. A 0.5 mol / l solution of sodium carbonate was made by dissolving 13.78 g of sodium carbonate in 246 ml of distilled water.
La solution de nitrate de zinc est ajoutée au goutte-à-goutte dans la solution de carbonate de sodium sous une vive agitation mécanique à température ambiante. La solution est ensuite agitée pendant 2 h à température ambiante. Le précipité est filtré sur entonnoir Buchner. La poudre ainsi récupérée est séchée pendant une nuit dans une étuve à 100 °C. Le solide est ensuite calciné sous air (100 L/h) à 400 °C pendant 4 h. Les nanoparticules obtenues font 20 à 30 nm de diamètres, et sont cristallisées. L'analyse élémentaire révèle la présence de zinc dans l'échantillon. Les mesures du diamètre des particules et de la présence de Zn dans l'échantillon peuvent être effectuées comme décrit par Bellat et al. (Ind. Eng. Chem. Res., 2011, 50(9), 5714-5722). lb - Modification surfacique des nanoparticules de ZnO  The zinc nitrate solution is added dropwise into the sodium carbonate solution under vigorous mechanical stirring at room temperature. The solution is then stirred for 2 hours at room temperature. The precipitate is filtered on a Buchner funnel. The powder thus recovered is dried overnight in an oven at 100.degree. The solid is then calcined under air (100 L / h) at 400 ° C for 4 h. The nanoparticles obtained are 20 to 30 nm in diameter, and are crystallized. Elemental analysis reveals the presence of zinc in the sample. Measurements of particle diameter and the presence of Zn in the sample can be performed as described by Bellat et al. (Eng Eng Chem Res, 2011, 50 (9), 5714-5722). lb - Surface modification of ZnO nanoparticles
Le ZnO nanométrique (1 g) est dispersé dans l'isopropanol (500 mL) dans un ballon de 1 L sous vive agitation et à température ambiante. L'agent hydrolysant, l'ammoniaque (30%, 61 mL) est ensuite ajouté au mélange réactionnel sous vive agitation. Une solution de triéthoxyvinylsilane (0,323 g, 1,7 mmol, no CAS 78-08-0) dans l'isopropanol (250 mL) est additionnée au mélange réactionnel basique, et la solution résultante est agitée à température ambiante pendant 24 h. La solution est ensuite centrifugée (8000 rpm, 10 min), et le surnageant est jeté. Le solide obtenu est dispersé dans l'éthanol (100 mL), puis centrifugé de nouveau (8000 rpm, 10 min). Le ZnO fonctionnalisé est séché au four (50 °C, 4 h), puis broyé et utilisé tel qu'obtenu pour l'étape suivante. le - Préparation des nanoparticules de ZnO fonctionnalisées par du ferrocène Une solution aqueuse 100 mL contenant de l'alcool polyvinylique PVA (N° CAS, 9002-89-5) (10 g à 10% w dans l'eau déionisée) est agitée à température ambiante. Le ZnO fonctionnalisé en surface (0,5 g, 5% w) est ajouté sous vive agitation suivi du ferrocenylméthyl méthacrylate (0,5 g, 1,76 mmol, 5% w, no CAS 31566-61-7). The nanometric ZnO (1 g) is dispersed in isopropanol (500 mL) in a 1 L flask with vigorous stirring and at room temperature. The hydrolyzing agent, ammonia (30%, 61 mL) is then added to the reaction mixture with vigorous stirring. A solution of triethoxyvinylsilane (0.323 g, 1.7 mmol, CAS # 78-08-0) in isopropanol (250 mL) is added to the basic reaction mixture, and the resulting solution is stirred at room temperature for 24 h. The solution is then centrifuged (8000 rpm, 10 min), and the supernatant is discarded. The solid obtained is dispersed in ethanol (100 mL) and then centrifuged again (8000 rpm, 10 min). The functionalized ZnO is oven dried (50 ° C, 4 h), then milled and used as obtained for the next step. Preparation of Ferrocene Functionalized ZnO Nanoparticles A 100 mL aqueous solution containing polyvinyl alcohol PVA (CAS No. 9002-89-5) (10 g at 10% w in deionized water) was stirred at room temperature. ambient temperature. Surface-functionalized ZnO (0.5 g, 5% w) is added with vigorous stirring followed by ferrocenylmethyl methacrylate (0.5 g, 1.76 mmol, 5% w, CAS No. 31566-61-7).
Le milieu réactionnel est agité pendant 4 jours à température ambiante afin d'obtenir une dispersion homogène du milieu réactionnel. La dispersion obtenue est trempée dans l'azote liquide (N2) au goutte à goutte, filtrée puis lyophilisée pendant 48 h. Le matériau résultant (11 g, 100%) se présente sous forme de bille d'environ 2-3 mm, auto-dispersable dans l'eau. The reaction medium is stirred for 4 days at ambient temperature in order to obtain a homogeneous dispersion of the reaction medium. The dispersion obtained is soaked in liquid nitrogen (N 2 ) dropwise, filtered and lyophilized for 48 h. The resulting material (11 g, 100%) is in the form of a ball of about 2-3 mm, self-dispersible in water.
Exemple 2 Example 2
Réalisation d'une biopile à base de nanoparticules de ZnO fonctionnalisées par du ferrocène  Realization of a biopile based on ZnO nanoparticles functionalized by ferrocene
2a- Principe 2a- Principle
La pile est constituée de deux électrodes (Figure 4). L'anode transporte le flux d'électrons issus de l'oxydation du glucose. Ces électrons se retrouvent à la fin du circuit électrique au niveau de la cathode et sont captés par un catalyseur qui assure la réduction du dioxygène en eau. Ce flux d'électrons, de l'électrode négative à la positive, induit par la même occasion la circulation d'un courant électrique dans le circuit extérieur.  The stack consists of two electrodes (Figure 4). The anode transports the flow of electrons resulting from the oxidation of glucose. These electrons are found at the end of the electric circuit at the cathode and are captured by a catalyst that ensures the reduction of oxygen in water. This flow of electrons, from the negative to the positive electrode, induces at the same time the circulation of an electric current in the external circuit.
Dans une pile selon l'invention, le catalyseur enzymatique permettant l'oxydation du glucose est la glucose oxydase. Le matériau utilisé pour constituer la cathode de la biopile est le platine, ce qui a pour avantage de maintenir la biocompatibilité de l'application. Le platine permet avantageusement la réduction de l'oxygène de l'air à un potentiel relativement élevé.  In a battery according to the invention, the enzymatic catalyst for the oxidation of glucose is glucose oxidase. The material used to form the cathode of the biopile is platinum, which has the advantage of maintaining the biocompatibility of the application. Platinum advantageously allows the reduction of oxygen in the air at a relatively high potential.
En général l'oxydation du glucose conduit à la formation d'acide gluconique selon la réaction suivante :  In general, the oxidation of glucose leads to the formation of gluconic acid according to the following reaction:
CgH sÛg · CeH-ioOg + 2 H* + 2Θ  CgH sÛg · CeH-ioOg + 2H * + 2Θ
La réaction ayant lieu à la cathode de la pile est la réduction du dioxygène en H20 selon l'équation suivante : 1/2 02 + 2 H' + 2 e ^ H20 The reaction taking place at the cathode of the cell is the reduction of oxygen to H 2 O according to the following equation: 1/2 0 2 + 2 H '+ 2 e ^ H 2 0
2b- Caractérisation électrochimique des nanoparticules de ZnO fonctionnalisées par du ferrocène (ZnO-Fc) 2b- Electrochemical characterization of ZnO nanoparticles functionalized with ferrocene (ZnO-Fc)
Nous avons commencé par la caractérisation électrochimique des nanoparticules de ZnO fonctionnalisées au ferrocène seules. Pour cela nous préparons une solution de concentration 60 mg/mL de ces nanoparticules dans l'eau. Il est à noter que le ferrocène est connu pour être non soluble dans l'eau.  We started with the electrochemical characterization of ZnO nanoparticles functionalized to ferrocene alone. For that we prepare a solution of concentration 60 mg / mL of these nanoparticles in water. It should be noted that ferrocene is known to be insoluble in water.
La méthode de fonctionnalisation de l'invention permet une dispersion parfaite des nanoparticules dans l'eau juste après une heure au bain à ultrasons.  The functionalization method of the invention allows a perfect dispersion of the nanoparticles in the water just after one hour in an ultrasonic bath.
10 uL de la solution préparée de ZnO est déposée par « drop casting » sur une électrode de carbone vitreux (radiometer analytical A35T090) ayant 3 mm de diamètre puis séchée à l'air, puis sous vide. Cette électrode constitue notre électrode de travail. La caractérisation par voltampérométrie cyclique de ce composé est effectuée en utilisant un système à trois électrodes : une contre électrode de platine, une électrode au calomel saturé comme électrode de référence (Radiometer analytical XM110 et radiometer analytical REF621) et l'électrode de carbone vitreux fonctionnalisée comme électrode de travail. La caractérisation est effectuée dans une solution de tampon phosphate (100 mM) à pH 7. La vitesse de balayage est de 50 mV/s.  10 μL of the prepared ZnO solution is deposited by "drop casting" on a vitreous carbon electrode (radiometer analytical A35T090) having a diameter of 3 mm and then dried in air, then under vacuum. This electrode is our working electrode. The cyclic voltammetric characterization of this compound is carried out using a three-electrode system: a platinum counter electrode, a saturated calomel electrode as reference electrode (Radiometer analytical XM110 and REF621) and the functionalized vitreous carbon electrode. as working electrode. The characterization is carried out in a solution of phosphate buffer (100 mM) at pH 7. The scanning speed is 50 mV / s.
Afin d'améliorer la surface active et spécifique, nous avons utilisé des nanotubes de carbone multi-feuillet (MWCNT) (NANOCYL NC7000) fournis par NANOCYL. Ces nanotubes de carbone ont 9,5 nm de diamètre et ont une pureté > 95%. Ces nanotubes de carbone sont utilisés sans aucune étape supplémentaire de purification. Pour cela une dispersion dans l'eau constituée de 60 mg/mL de ZnO-Fc et de 2,5 mg/mL de MWCNTs a été préparée. 10 uL de cette dispersion ont été déposés sur une électrode de carbone vitreux et traités comme précédemment mentionnée.  In order to improve the active and specific surface, we used multi-layer carbon nanotubes (MWCNT) (NANOCYL NC7000) supplied by NANOCYL. These carbon nanotubes are 9.5 nm in diameter and have a purity> 95%. These carbon nanotubes are used without any additional purification step. For this, a dispersion in water consisting of 60 mg / ml of ZnO-Fc and 2.5 mg / ml of MWCNTs was prepared. 10 μl of this dispersion were deposited on a glassy carbon electrode and treated as previously mentioned.
Nous avons bien observé le pic d'oxydation du ferrocène sur l'électrode de carbone vitreux, confirmant ainsi la présence du médiateur redox à la surface de l'électrode (Figure 5A). Ce pic d'oxydation anodique augmente considérablement en présence de nanotubes de carbone (Figure 5B).  We have indeed observed the peak of oxidation of ferrocene on the vitreous carbon electrode, thus confirming the presence of the redox mediator on the surface of the electrode (FIG. 5A). This anodic oxidation peak increases considerably in the presence of carbon nanotubes (FIG. 5B).
Ceci montre bien le rôle que joue les MWCNTs en terme d'augmentation de surface spécifique et de conductivité électrique. De plus, nous avons observé un décalage du pic d'oxydation vers les potentiels positifs (Ea=300 mV) lors de l'utilisation de nanotubes de carbone, ce qui montre une amélioration du transfert d'électrons favorisée par la structure tridimensionnelle qu'offrent les CNTs. This shows the role that MWCNTs play in terms of surface area increase and electrical conductivity. In addition, we observed a shift of the oxidation peak towards the positive potentials (Ea = 300 mV) during the use of nanotubes of carbon, which shows an improvement in electron transfer favored by the three-dimensional structure offered by the CNTs.
2c- Conception de biopiles à glucose à base des nanoparticules de ZnO fonctionnalisées par du ferrocène (ZnO-Fc) 2c- Glucose biocomile design based on ZnO nanoparticles functionalized with ferrocene (ZnO-Fc)
L'encre à base de nanoparticules de ZnO fonctionnalisées par du ferrocène est préparée comme suit : un mélange de 60 mg/mL ZnO-Fc et de 2,5 mg/mL de MWCNT est passé au bain à ultrasons pendant 1 heure. A ce mélange, on ajoute 7 mg/mL de glucose oxydase (GOX) d!Aspergillus niger et 80 μL de NAFION®. La suspension est encore passée pendant 30 minutes au bain à ultrasons afin d'homogénéiser le mélange et permettre une adsorption des nanoparticules et de l'enzyme sur les parois des nanotubes de carbone. The ferrocene functionalized ZnO nanoparticle ink was prepared as follows: a mixture of 60 mg / mL ZnO-Fc and 2.5 mg / mL MWCNT was sonicated for 1 hour. To this mixture was added 7 mg / ml glucose oxidase (GOX) from Aspergillus Niger and 80 .mu.l of NAFION ®. The suspension is then passed for 30 minutes in an ultrasonic bath in order to homogenize the mixture and to allow adsorption of the nanoparticles and the enzyme on the walls of the carbon nanotubes.
Pour l'élaboration de la pile, l'encre à base de catalyseur ZnO-Fc est déposée sur la partie anodique d'une membrane NAFION®. Pour le compartiment cathodique anodique de la pile, une encre à base de particules de carbone (VULCAN XC-72-R) recouvertes de nanoparticules de platine (60% Pt) est utilisée. Le catalyseur à base de nanoparticules de platine est pulvérisé sur la membrane NAFION® avec un recouvrement de 600 μg/cm2. For the preparation of the stack, the catalyst ink based on ZnO-Fc is deposited on the anodic portion of a NAFION ® membrane. For the anodic cathode compartment of the cell, an ink based on carbon particles (VULCAN XC-72-R) coated with platinum nanoparticles (60% Pt) is used. The catalyst based on platinum nanoparticles is sprayed on the NAFION ® membrane with a coverage of 600 μg / cm 2 .
Une couche poreuse d'or déposée par PVD (Physical Vapor Déposition) permet la collecte d'électrons.  A porous layer of gold deposited by PVD (Physical Vapor Deposition) allows the collection of electrons.
Le compartiment anodique est desservi par un flux continue à l'aide d'une pompe péristaltique d'une solution de glucose (50 mM) préparée dans le tampon phosphate (100 mM, pH 7). Le compartiment cathodique de la pile est exposé à l'air et fonctionne sous conditions « air breathing ».  The anode compartment is served by a continuous flow using a peristaltic pump of a glucose solution (50 mM) prepared in phosphate buffer (100 mM, pH 7). The cathode compartment of the battery is exposed to the air and operates under "air breathing" conditions.
Les performances de la pile sont testées dans les conditions ambiantes. Pour cela, des potentiels positifs sont appliqués entre l'anode et la cathode à une vitesse de 2 mV/s et un courant a été mesuré indiquant une circulation d'électrons entre l'anode et la cathode comme montré par la courbe de polarisation. Une étude comparative des performances de piles à base de ferrocène non fonctionnalisé a été réalisée et a bien montré le rôle que jouent les nanoparticules de ZnO dans le processus de catalyse (Figures 6A & 6B).  The performance of the battery is tested under ambient conditions. For this, positive potentials are applied between the anode and the cathode at a rate of 2 mV / s and a current has been measured indicating an electron flow between the anode and the cathode as shown by the polarization curve. A comparative study of the performance of nonfunctionalized ferrocene-based batteries has been carried out and has clearly shown the role played by ZnO nanoparticles in the catalysis process (FIGS. 6A & 6B).
Finalement, une décharge à potentiel constant de 200 mV a été entreprise pour la pile à base de CNTs/ZnO-Fc/GOX. A ce potentiel, le courant commence à chuter pour atteindre 460 μΑ après une période de 15 minutes (Figure 7). BIBLIOGRAPHIE Finally, a constant potential discharge of 200 mV was undertaken for the CNTs / ZnO-Fc / GOX battery. At this potential, the current begins to drop to 460 μΑ after a period of 15 minutes (Figure 7). BIBLIOGRAPHY
- WO 201 1/1 17357 - WO 201 1/1 17357
- WO 2005/096430  - WO 2005/096430
- Bellat et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2011, 50(9):5714-5722- Bellat et al., Ind. Eng. Chem. Res., 2011, 50 (9): 5714-5722
- Hu et al, J Mol Catal B-Enzym, 2011, 72:298 - Hu et al, Mol Mol B-Enzym, 2011, 72: 298
- Liang et al, Electrochimica Acta, 2012, 69:167  - Liang et al, Electrochimica Acta, 2012, 69: 167
- Qiu et al, Biosensors & Bioelectronics, 2009, 24:2649 - Qiu et al, Biosensors & Bioelectronics, 2009, 24: 2649
- Qiu et al, Biosensors & Bioelectronics, 2009, 24:2920 - Teng et al, Biosensors & Bioelectronics, 2011, 26:4661- Qiu et al, Biosensors & Bioelectronics, 2009, 24: 2920 - Teng et al, Biosensors & Bioelectronics, 2011, 26: 4661
- Wilson et al, Biosensors & Bioelectronics, 1992, 7: 165 Wilson et al, Biosensors & Bioelectronics, 1992, 7: 165

Claims

REVENDICATIONS
1. Nanoparticules, de préférence d'oxydes métalliques, revêtues au moins partiellement en surface par un polymère silylé, et fonctionnalisées par une ou plusieurs molécule(s) d'un agent médiateur oxydo-réducteur, caractérisées en ce que l'immobilisation de ladite ou desdites molécule(s) dudit agent médiateur en surface desdites nanoparticules relève de liaisons non covalentes, de préférence d'interactions de type π-π, établies entre des motifs éthyléniques, acétyléniques, et/ou aromatiques, respectivement présents au niveau dudit polymère silylé et de ladite ou desdites molécule(s) d'agent médiateur oxydo-réducteur. 1. Nanoparticles, preferably of metal oxides, coated at least partially at the surface with a silylated polymer, and functionalized with one or more molecules of a redox-mediating agent, characterized in that the immobilization of said or said molecule (s) of said mediator at the surface of said nanoparticles are non-covalently bonded, preferably π-π-type interactions, established between ethylenic, acetylenic, and / or aromatic units respectively present at said silylated polymer and said at least one redox mediator molecule (s).
2. Nanoparticules selon la revendication 1, dans lesquelles le polymère silylé est obtenu par polymérisation d'au moins un précurseur dudit polymère silylé comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique.  2. Nanoparticles according to claim 1, wherein the silylated polymer is obtained by polymerization of at least one precursor of said silylated polymer comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit.
3. Nanoparticules selon la revendication précédente, dans lesquelles ledit précurseur est un alkylalcoxyde de silicium de formule générale (I) : 3. Nanoparticles according to the preceding claim, wherein said precursor is a silicon alkylalkoxide of general formula (I):
dans laquelle : in which :
- R1, R2 et R3, identiques ou différents, représentent un groupe OR5, avec R5 représentant un groupe alkyle saturé, linéaire ou ramifié en Ci à C4 ; ou un halogène, en particulier choisi parmi Cl ou F, et R 1 , R 2 and R 3 , which are identical or different, represent a group OR 5 , with R 5 representing a saturated, linear or branched C 1 -C 4 alkyl group; or a halogen, in particular chosen from Cl or F, and
- R4 représente un groupe hydrocarboné en C2 à C10, linéaire, ramifié ou cyclique, comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, et le cas échéant, interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes, tels qu'un oxygène ou un azote, et de préférence un oxygène, et/ou porteur d'une fonction oxo. R 4 represents a linear, branched or cyclic C 2 -C 10 hydrocarbon-based group comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit and, where appropriate, interrupted by one or more heteroatoms, such as oxygen; or nitrogen, and preferably oxygen, and / or carrying an oxo function.
4. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, lesdites nanoparticules étant semi-conductrices.  4. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, said nanoparticles being semiconductive.
5. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles la ou les molécule(s) d'agent médiateur oxydo-réducteur sont choisies parmi des ferrocènes ; le méthylène green ; le Nile Blue ; des complexes organométallique macrocycliques, à l'image des porphyrines et des phtalocyanines ; des quinones ; des phénoxazines, telles que le méthylène bleu ou la toluidine bleue ; le tétrathiafulvalène; le tétracyanoquinodiméthane ; le benzylviologène ; le perchlorure de tris(2,2'- bipyridine)cobalt(III) ; des indophénols, tels que le dichlorophénolindophénol ; et de préférence est choisi parmi des ferrocènes. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, wherein the at least one redox mediator molecule (s) are selected from ferrocenes; methylene green; the Blue Nile; macrocyclic organometallic complexes, such as porphyrins and phthalocyanines; quinones; phenoxazines, such as blue methylene or toluidine blue; tetrathiafulvalene; tetracyanoquinodimethane; benzylviologen; tris (2,2'-bipyridine) cobalt (III) perchloride; indophenols, such as dichlorophenolindophenol; and preferably is selected from ferrocenes.
6. Nanoparticules selon la revendication précédente, dans lesquelles ladite ou lesdites molécule(s) d'agent médiateur y est/sont présente(s) sous une forme fonctionnalisée par au moins un radical comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique. 6. Nanoparticles according to the preceding claim, wherein said molecule (s) of the mediator agent is / are present (s) in a functionalized form with at least one radical comprising at least one ethylenic unit, acetylenic, and / or aromatic.
7. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre en surface au moins un polymère hydrosoluble, en particulier choisi parmi l'alcool polyvinylique, le polyéthylène 40 stéarate, le poly(chlorure de vinylidène co- chlorure de vinyle), le poly(styrène-co-anhydride maléique), la polyvinylpyrrolidone, le poly(vinyl butyral-co-alcool-vinylique-co-vinyl acétate), le poly(anhydride maléique-alt-1- octadécène), le poly(chlorure de vinyle), le PEOX (poly-(2-éthyl-2-oxazoline), le PLGA (poly(acide lactique-co-acide-glycolique), et leurs mélanges.  7. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, further comprising at the surface at least one water-soluble polymer, in particular chosen from polyvinyl alcohol, polyethylene stearate, polyvinylidene chloride-vinyl chloride, poly (styrene-co-maleic anhydride), polyvinylpyrrolidone, poly (vinyl butyral-co-vinyl-alcohol-co-vinyl acetate), poly (maleic anhydride-alt-1-octadecene), poly (chloride of vinyl), PEOX (poly- (2-ethyl-2-oxazoline), PLGA (poly (lactic-co-acid-glycolic acid), and mixtures thereof.
8. Agglomérat de nanoparticules telles que définies en revendication 7. Agglomerate of nanoparticles as defined in claim 7.
9. Matériau support en surface duquel est adsorbée au moins une nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Support material on the surface of which is adsorbed at least one nanoparticle according to any one of claims 1 to 7.
10. Matériau selon la revendication précédente, en surface duquel est en outre adsorbée au moins une enzyme, la(es)dite(s) enzyme(s) étant apte(s) à catalyser une réaction d'oxydation.  10. Material according to the preceding claim, on the surface of which is further adsorbed at least one enzyme, said enzyme (s) being (s) capable (s) to catalyze an oxidation reaction.
11. Encre comprenant au moins des nanoparticules telles que définies selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ou un matériau selon les revendications 9 ou 10.  An ink comprising at least nanoparticles as defined in any one of claims 1 to 7 or a material according to claims 9 or 10.
12. Electrode formée en tout ou partie de nanoparticules telles que définies selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ou d'un matériau selon les revendications 9 ou 10.  12. An electrode formed in whole or in part of nanoparticles as defined in any one of claims 1 to 7 or a material according to claims 9 or 10.
13. Biopile à combustible comprenant, à titre d'anode, des nanoparticules telles que définies selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, un matériau selon les revendications 9 ou 10, une encre telle que définie selon la revendication 11, ladite encre étant séchée, ou au moins une électrode telle que définie selon la revendication 12.  13. Fuel biopile comprising, as anode, nanoparticles as defined in any one of claims 1 to 7, a material according to claims 9 or 10, an ink as defined in claim 11, said ink being dried, or at least one electrode as defined in claim 12.
14. Procédé de préparation de nanoparticules telles que définies selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins les étapes consistant à :  14. Process for preparing nanoparticles as defined in any one of claims 1 to 7, comprising at least the steps of:
a- disposer des nanoparticules, de préférence d'oxyde métallique, en dispersion dans un solvant organique,  a- arranging nanoparticles, preferably metal oxide, in dispersion in an organic solvent,
b- mettre en présence lesdites nanoparticules, avec au moins un précurseur de polymère silylé comprenant au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, dans des conditions propices à la formation d'un polymère silylé doté de motif(s) éthylénique(s), acétyléniques(s), et/ou aromatique(s) réactif(s) et à son dépôt au moins partiellement en surface desdites nanoparticules, c- mettre en présence les nanoparticules obtenues à l'étape b- et au moins une molécule d'un agent médiateur oxydo-réducteur dotée d'au moins un motif éthylénique, acétylénique, et/ou aromatique, dans des conditions appropriées à l'immobilisation de ladite ou lesdites molécule(s) dudit agent médiateur en surface desdites nanoparticules via l'établissement de liaisons non coval entes, de préférence d'interactions de type π-π, établies entre les motifs éthyléniques, acétyléniques, et/ou aromatiques, respectivement présents au niveau dudit polymère silylé et de ladite ou desdites molécule(s) d'agent médiateur oxydo-réducteur. b- bringing said nanoparticles into contact with at least one silylated polymer precursor comprising at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit, under conditions conducive to the formation of a silylated polymer with ethylenic unit (s) ( s), acetylenic (s), and / or aromatic (s) reactive (s) and its deposition at least partially at the surface of said nanoparticles, c- bringing into contact the nanoparticles obtained in step b- and at least one molecule of a redox-mediating agent provided with at least one ethylenic, acetylenic and / or aromatic unit, under conditions appropriate to the immobilizing said molecule (s) of said mediator agent at the surface of said nanoparticles by establishing non-covalent bonds, preferably π-π type interactions, established between the ethylenic, acetylenic and / or aromatic units, respectively present at said silylated polymer and said at least one redox mediator molecule (s).
15. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape b- est réalisée en présence d'un agent hydrolysant, notamment choisi parmi l'ammoniaque, l'hydroxyde de sodium ou l'hydroxyde de potassium.  15. Method according to the preceding claim, wherein step b- is carried out in the presence of a hydrolyzing agent, especially selected from ammonia, sodium hydroxide or potassium hydroxide.
16. Procédé selon les revendications 14 ou 15, dans lequel l'étape c- est réalisée en présence d'au moins un polymère hydrosoluble, dans des conditions propices à l'immobilisation de ce polymère en surface desdites nanoparticules.  16. The method of claim 14 or 15, wherein step c- is carried out in the presence of at least one water-soluble polymer, under conditions conducive to the immobilization of this polymer on the surface of said nanoparticles.
17. Nanoparticules susceptibles d'être obtenues selon le procédé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 14 à 16.  17. Nanoparticles obtainable by the process as defined in any one of claims 14 to 16.
18. Procédé de préparation d'un agglomérat tel que défini selon la revendication 8, comprenant au moins les étapes consistant à :  18. A process for preparing an agglomerate as defined in claim 8, comprising at least the steps of:
- disposer d'une dispersion de nanoparticules selon la revendication 7,  - Have a dispersion of nanoparticles according to claim 7,
- procéder au trempage goutte à goutte de ladite dispersion, dans de l'azote liquide, pour obtenir un matériau solide,  - Dipping of said dispersion in liquid nitrogen, to obtain a solid material,
- récupérer par filtration le matériau solide ainsi obtenu, et le cas échéant - recover by filtration the solid material thus obtained, and where appropriate
- lyophiliser le matériau solide ainsi récupéré. lyophilize the solid material thus recovered.
19. Procédé de préparation d'une électrode telle que définie selon la revendication 12, comprenant au moins une étape consistant à déposer sur un support, en particulier un support de carbone vitreux ou une membrane anionique et/ou cationique, de préférence une membrane d'un fluoropolymère à base de copolymère de tétrafluoroéhtylène sulfoné, une encre telle que définie selon la revendication 11.  19. A method for preparing an electrode as defined in claim 12, comprising at least one step of depositing on a support, in particular a glassy carbon support or an anionic and / or cationic membrane, preferably a membrane of a fluoropolymer based on a sulfonated tetrafluoroethylene copolymer, an ink as defined in claim 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7435362B2 (en) * 2001-12-28 2008-10-14 The Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education On Behalf Of The University Of Navada Redox-switchable materials
CA2560022A1 (en) 2004-03-15 2005-10-13 St. Louis University Microfluidic biofuel cell
JP4458371B2 (en) * 2005-06-07 2010-04-28 キヤノン株式会社 Structure, porous body, sensor, structure manufacturing method, and specimen detection method
JP2007163185A (en) * 2005-12-09 2007-06-28 Canon Inc Enzyme electrode
US8197650B2 (en) * 2007-06-07 2012-06-12 Sensor Innovations, Inc. Silicon electrochemical sensors
WO2011117357A2 (en) 2010-03-24 2011-09-29 Tautgirdas Ruzgas Flexible biofuel cell, device and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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