La cellulose est le principal constituant de la paroi des cellules végétales (bois compris) et représente 35 à 50 % de la biomasse végétale terrestre. Un traitement mécanique de ce biopolymère permet d'obtenir des « nanofibrilles » qui ont trouvé récemment des applications dans le bâtiment (béton), l'automobile ou les emballages.

La surface spécifique importante de ce matériau biosourcé et renouvelable, sa non-toxicité et sa grande stabilité mécanique le désignent notamment comme un bon candidat pour la vectorisation de médicaments à libération contrôlée. Dans cette perspective, il est crucial de comprendre en détail la chimie de surface mise en œuvre lors du greffage des molécules actives.

C'est ce que permet la RMN (Résonance magnétique nucléaire) solide à haute résolution, couplée à la DNP, car celle-ci augmente de plusieurs ordres de grandeur la sensibilité de la RMN conventionnelle. Grâce à elle, les scientifiques de l'Irig ont pu étudier l'environnement chimique des nanofibrilles de cellulose fonctionnalisées, malgré un faible taux de greffage.

Avant fonctionnalisation, ils sont parvenus à détecter sans ambiguïté des fragments du composé chimique utilisé pour la pré-oxydation des nanofibrilles, ainsi que des unités cellulosiques dépolymérisées. Après greffage en surface des nanofibrilles, la DNP révèle la persistance d'agents de couplage résiduels utilisés pour la réaction de fonctionnalisation, même après plusieurs lavages, et permet d'estimer la quantité de molécules actives présentes en surface, en distinguant adsorption et liaison chimique covalente. Ces informations remarquables sont inaccessibles par les techniques d'analyse conventionnelles sans marquage isotopique.

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec le Centre technique du papier (CTP) et trois autres laboratoires grenoblois : le Laboratoire Génie des procédés papetiers (LGP2), le Département de pharmacochimie moléculaire (DPM) et le Centre de Recherches sur les macromolécules végétales (Cermav).