Liquides ioniques : des sels pleins de ressources

Les propriétés des liquides ioniques sont pressenties pour des applications dans le domaine de la santé. Une alternative aux excipients pour activer la libération des principes actifs de certains médicaments.

Les liquides ioniques ont plus d’une corde à leur arc. Ces sels, dont la température de fusion est inférieure à 100°C, sont même, pour certains, liquides à température ambiante. Non inflammables, d’une bonne stabilité thermique, ils sont également non volatils, et en ce sens sont réputés exempts de toxicité. Ces propriétés, assorties d’une conductivité ionique élevée, les ont amenés à être utilisés comme solvants dans les processus de catalyse, et comme électrolytes pour les actionneurs, les batteries lithium, les cellules solaires et les piles à combustible. Mais si dans le domaine de l’énergie les liquides ioniques ont déjà fait leurs preuves, dans celui de la santé leurs applications sont plus rares.

À l’Institut UTINAM, Lydie Viau est chercheuse CNRS en chimie. Elle immobilise des liquides ioniques dans des matériaux solides (silice, polymère) pour contrôler la libération des principes actifs d’un médicament dans l’organisme humain. Mais s’ils se projettent vers cette finalité, ces travaux s’inscrivent dans une démarche de recherche encore très fondamentale.

Manipulation de liquides ioniques

Institut UTINAM

« Pour la plupart des applications dans le domaine de l’énergie, l’objectif est de réussir à confiner les liquides ioniques dans des matériaux solides sans rien perdre de leurs propriétés, et obtenir des matériaux stables dans le temps. Ici c’est un peu le schéma inverse puisqu’il s’agit de contrôler le « départ » du liquide ionique afin d’utiliser les matériaux comme système de libération », raconte la chercheuse. Et plus précisément les polymères conducteurs, qui sont une spécialité de l’Institut UTINAM. Plus fort encore, les fonctionnalités des liquides ioniques laissent envisager qu’ils aident eux-mêmes à la fabrication de la matrice polymère à laquelle ils vont s’intégrer.

Des ions à la polarité changeante

Petit rappel de physique-chimie… Les ions sont des atomes ou des molécules qui, ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons, sont chargés électriquement. Une perte d’électrons correspond à une charge positive, et les ions prennent alors le nom de cations ; un gain d’électrons correspond à une charge négative, on parle alors d’anions. Dans le cas des liquides ioniques étudiés à UTINAM, les ions sont en fait des principes actifs, comme ceux que l’on trouve dans les médicaments. La plupart sont très peu solubles dans l’eau et il est nécessaire d’y ajouter des excipients pour pallier cet inconvénient. La nature même des liquides ioniques principes actifs permet de remplacer les excipients dans cette fonction, ce qui facilite les procédés de mise en œuvre du médicament. Le principe actif est emprisonné dans une matrice polymère conductrice obtenue sous sa forme ionique. L’application d’un champ électrique provoque la réduction du polymère qui devient neutre, ce qui déclenche la libération du principe actif au moment souhaité.

Outre le contrôle de la diffusion du principe actif, le liquide ionique possède la particularité de pouvoir participer lui-même à la synthèse du polymère dans lequel il sera intrinsèquement imbriqué. Prenant alors le rôle d’électrolyte, le liquide ionique est en effet à l’origine de la transformation de pyrrole — la matière utilisée dans cette recherche — en polypyrrole, par réaction de polymérisation. Cette double casquette arborée par les liquides ioniques renforce l’originalité de la recherche menée à UTINAM.