Academic literature on the topic 'Carbomer gel'

The aim. To identify some factors affecting the in vitro release of ketoprofen from carbomer-based gels.
 Materials and methods. Carbomer-based gels containing ketoprofen as well as a Newtonian liquid without carbomer, which was the dispersion medium of the gel, were studied by rotational viscometry and spin probe method. The flow behaviour and rheological parameters were determined using the rheograms, and the rotational correlation times of the two dissolved spin probes, the molecules of which contain a carboxyl group or an amino group, were determined by EPR spectra. In vitro release tests were performed using vertical diffusion chambers using a validated method. The quantitative determination of ketoprofen in gels, liquid and receptor medium was performed by liquid chromatography, and ethanol was quantified by gas chromatography according to validated procedures. Gels with different brands of carbomers, neutralised with trolamine or trometamol, with different contents of ketoprofen and ethanol, and with pH from 6.0 to 7.0 were studied.
 Results. The sol → gel transition due to the neutralisation of the carbomer did not affect the shape and parameters of the EPR spectrum of the spin probe containing a carboxyl group in the molecule (like a carbomer and ketoprofen) in contrast to the probe with an amino group. If the substance dissolved in the gels does not interact with the carbomer, then its molecules/ions rotate rapidly in the liquid medium. This facilitates the release of a such substance from carbomer-based gels. The medicinal product Nobi Gel® gel 2.5 % and Newtonian liquid were equivalent in relation to the in vitro release parameters of ketoprofen from these objects. Сarbomer-based gels, which differed significantly in terms of rheological parameters, were also found to be equivalent in terms of ketoprofen release parameters. The in vitro release of ketoprofen was affected by its concentration and ethanol content in the gel. A change in pH from 6.0 to 7.0 practically did not affect the parameters of in vitro release of ketoprofen from gels.
 Conclusions. The formation of a carbomer-based gel did not affect the rotational correlation time of the probe, which did not interact with the carbomer. Parameters of in vitro release of ketoprofen from the gel and Newtonian liquid differed little; these parameters were also little affected by the difference in apparent viscosity of the gels. The in vitro release of ketoprofen depended on its concentration and ethanol content

<strong>The aim</strong><strong>.</strong>&nbsp;To identify some factors affecting the in vitro release of ketoprofen from carbomer-based gels. <strong>Materials and methods.</strong>&nbsp;Carbomer-based gels containing ketoprofen as well as a Newtonian liquid without carbomer, which was the dispersion medium of the gel, were studied by rotational viscometry and spin probe method. The flow behaviour and rheological parameters were determined using the rheograms, and the rotational correlation times of the two dissolved spin probes, the molecules of which contain a carboxyl group or an amino group, were determined by EPR spectra. In vitro release tests were performed using vertical diffusion chambers using a validated method. The quantitative determination of ketoprofen in gels, liquid and receptor medium was performed by liquid chromatography, and ethanol was quantified by gas chromatography according to validated procedures. Gels with different brands of carbomers, neutralised with trolamine or trometamol, with different contents of ketoprofen and ethanol, and with pH from 6.0 to 7.0 were studied. <strong>Results.</strong>&nbsp;The sol &rarr; gel transition due to the neutralisation of the carbomer did not affect the shape and parameters of the EPR spectrum of the spin probe containing a carboxyl group in the molecule (like a carbomer and ketoprofen) in contrast to the probe with an amino group. If the substance dissolved in the gels does not interact with the carbomer, then its molecules/ions rotate rapidly in the liquid medium. This facilitates the release of a such substance from carbomer-based gels. The medicinal product Nobi Gel^&reg;&nbsp;gel 2.5 % and Newtonian liquid were equivalent in relation to the in vitro release parameters of ketoprofen from these objects. Сarbomer-based gels, which differed significantly in terms of rheological parameters, were also found to be equivalent in terms of ketoprofen release parameters. The in vitro release of ketoprofen was affected by its concentration and ethanol content in the gel. A change in pH from 6.0 to 7.0 practically did not affect the parameters of in vitro release of ketoprofen from gels. <strong>Conclusions</strong><strong>.</strong>&nbsp;The formation of a carbomer-based gel did not affect the rotational correlation time of the probe, which did not interact with the carbomer. Parameters of in vitro release of ketoprofen from the gel and Newtonian liquid differed little; these parameters were also little affected by the difference in apparent viscosity of the gels. The in vitro release of ketoprofen depended on its concentration and ethanol content

Taking into account the wide spreading and etiopathogenetic features of the course of inflammatory diseases of periodontium and oral mucosa, it is rational to use semisolid drugs of local action, namely, dental gels. The main issue when developing this dosage form is the choice of the gel former and its concentration. Based on previous studies as the gel basis for the development of a new dental gel with &laquo;Phytodent&raquo; tincture, choline salicylate 80%, and lidocaine hydrochloride the Carbomer Polacril&reg; 40P, which is authorized for use in dentistry and has the ability to form transparent viscous aqueous-alcohol gels, has been chosen. It is known that rheological characteristics of gels directly affect the processes of release and absorption of active pharmaceutical ingredients from a semisolid dosage form, as well as its consumer properties. The important issue is the convenience and ease of application of a dental gel to inflamed tissues of periodontium and mucous membranes. This process is similar to that occurring during the shift of visco-plastic material in a rotary viscometer. The aim of the work is to study the structural and mechanical characteristics of the developed dental gel in order to select the rational concentration of the carbomer Polacril&reg; 40P.&nbsp; <strong>Materials and methods</strong>. The study objects are gel samples with different concentrations of Carbomer Polacril&reg; 40P &ndash; 1.0, 1.25, 1.5, 1.75 and 2.0 %. Measurement of the rheological parameters of the model gel samples was carried out at a temperature (25 &plusmn; 0.1) оС on a rotary viscometer with coaxial cylinders &quot;Rheolab QC&quot; (&quot;Anton Paar&quot;) before and after contact with a solution of artificial saliva. As standards for comparison dental gels &quot;Dentinox-gel N&quot; (Germany) and gel &quot;Metrogyl Denta&reg;&quot; (India) were selected. <strong>Results and discussion</strong>. It has been found that all gel samples have a non-Newtonian pseudoplastic flow type and are thixotropic systems with pronounced limits of fluidity. The rheological parameters of the dental gel samples increase as the concentration of Carbomer Polacril&reg; 40P increases. In the nature of rheograms and structural viscosity the closest indicators to the drug &quot;Dentinox-gel N&quot; have gels with carbomer concentration of 1.25 % and 1.5 %, and to the drug &quot;Metrogyl Denta&reg;&quot; &ndash; 1.75 % and 2.0 %. <strong>Conclusions</strong>. Taking into account the results of structural and mechanical studies of gels with and without an artificial saliva solution, as well as in terms of profitability, the optimal concentration of Carbomer Polacril&reg; 40P in the composition of the developed gel was chosen to be 1.5 %.

ABSTRAK&#x0D; Daun sirih (Piper betle L.) memiliki kandungan senyawa kimia berupa saponin, flavonoid, polifenol, dan minyak atsiri. Dalam kandungan senyawa daun sirih (Piper betle L.) senyawa yang dapat memberikan aktivitas menghambat pertumbuhan bakteri staphylococcus aureus adalah flavonoid. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat formulasi sediaan masker gel peel-off dengan ekstrak daun sirih sebagai anti jerawat dengan menggunakan basis carbomer 940 sebagai basis untuk memperoleh sediaan masker gel peel-off yang baik dan mengetahui uji evaluasi masker gel peel-off dengan konsentrasi basis carbomer 940 yang bervariasi. Konsentrasi basis carbomer 940 yang digunakan yaitu 0.5%, 1%, 1.5%, dan 2%. Metode penelitian ini adalah eksperimental laboratorium. Evaluasi masker gel peel-off daun sirih meliputi uji organoleptik, uji pH, uji waktu kering, uji viskositas dan uji daya sebar. Hasil penelitian menunjukan sediaan masker gel peel-off dengan basis carbomer 940 dapat dijadikan sediaan masker gel peel-off, dengan formula yang paling baik adalah Formula 1 dengan konsentrasi carbomer 940 0,5% jika dilihat dari hasil organoleptis, dengan rata-rata pH yang diperoleh yaitu 6, dan waktu kering yang cepat dibanding formula yang lain. Kesimpulan dari penelitian ini bahwa ekstrak daun sirih dapat diformulasikan sebagai zat aktif dalam pembuatan masker gel peel-off. Serta evaluasi sediaan masker gel peel-off ekstrak daun sirih dengan konsentrasi carbomer 940 yang bervariasi memiliki hasil evaluasi yang baik serta memenuhi syarat uji evaluasi sediaan masker gel peel-off.&#x0D; ABSTRACT &#x0D; Betel leaf (Piper betle L.) contains chemical compounds in the form of saponins, flavonoids, polyphenols, and essential oils. In the compound content of betel leaf (Piper betle L.) compounds that can provide activity to inhibit the growth of staphylococcus aureus bacteria are flavonoids. The purpose of this study was to formulate a peel-off gel mask preparation with betel leaf extract as an anti-acne by using carbomer 940 as a base to obtain a good peel-off gel mask preparation and to know the evaluation test of peel-off gel mask with a concentration of carbomer base 940 which varies. The concentration of the base carbomer 940 used was 0.5%,1%,1.5%, and 2%. This research method is experimental laboratory.Evaluation of betel leaf peel-off gel mask includes organoleptic test, pH test, dry time test, viscosity test and spreadability test. The results showed that the peel-off gel mask preparation with a carbomer 940 base could be used as a peel-off gel mask preparation, with the best formula being Formula 1 with a concentration of carbomer 940 0.5% when viewed from the organoleptic results, with an average pH of 0.5%. obtained is 6, and the dry time is fast compared to other formulas. The conclusion of this study is that betel leaf extract can be formulated as an active substance in the manufacture of peel-off gel masks. And the evaluation of betel leaf extract peel-off gel mask preparations with varying concentrations of carbomer 940 had good evaluation results and met the evaluation test requirements for peel-off gel mask preparations.

Jengkol leaf extract can inhibit the growth of the fungus Candida albicans because it contains flavonoids, saponins, and tannins. Candida albicans species are most commonly found in the oral cavity that can cause various diseases in humans as canker sores and skin lesions. The purpose of this study was to formulate jengkol leaf extract into gel toothpaste preparations by distinguishing variations in the concentration of carbomer as a gelling agent. The research method used is experimental. Jengkol leaf samples extracted using the maceration method with 70% ethanol. The concentration of active substance used in each formula was 7.5% based on the preliminary test results and the carbomer concentration used was 0.5% in formula I, 1% in formula II, 1.5% in formula III, and 2% in formula IV. The physical stability test consists of organoleptic, homogeneity, spreadability, viscosity, pH, and high foam for 28 days of storage. Antifungal activity test using the disc diffusion method. Statistic analysis performed using the Shapiro-Wilk, Levene Statistics, and One Way Anova methods. During 28 days of keeping all formula homogeneous stable. The viscosity increased in each formulation due to differences in the concentration of carbomer used, the higher of carbomer the more viscous of the preparation, the pH, foam height of the formulation was stable and met the standard. The particles are evenly distributed so that the formulation colors and odors have stable. The result of the antifungal activity test of toothpaste gel extract of 7,5% jengkol leaf has inhibition of 11 mm. The increase in carbomer concentration showed a significant difference in each formula based on the One Way Anova statistical analysis (p &lt;0.05) and the addition of carbomers to the formula showed stable viscosity and high foam. The most stable formula is the formula I with a carbomer concentration of 0.5%.

Tinidazole (TZ) is an antibacterial drug used for treatment of periodentitis.More benefit may be obtained by the application of a localized oral drug delivery system consist of mucoadhesive polymers which increase the contact time between the base and the oral tissue. Different gel formulations were prepared using the bioadhesive polymers carbomer 941, sodium caroxymethylcellulose (SCMC), and guar gum. The influence of polymer type and polymers blend in varying ratio on the viscosity, bioadhesive strength, swelling index and drug release were evaluated. SCMC based gel showed fastest release in comparison with carbomer and guar gum based gel. Using polymer blend of SCMC with either carbomer or guar gum resulted in a modification of both release and physical properties. The release of TZ was decreased with increasing amount of carbomer and guar gum and decreasing amount of SCMC. And increasing the viscosity of the gel formulations resulted in a retardation effect on the release of the drug. The study also showed that formulas containing carbomer exhibited maximum swelling values with lower release rates and best mucoadhesion.

The ability of local mucoadhesive vaginal aqueous gel to deliver the antibacterial, antiprotozoal tinidazole (TND) to vaginal endolayers is dependent on its releasing out of the drug from vehicle to the mucosal layer of the vagina and then exert its local effect. This depends upon the physicochemical properties of the drug, vehicle &amp; the composition of the releasing medium used.The effect of different concentration of carbomer 941(0.5, 1&amp;2% w/w) on the release of TND (2%w/w) from the aqueous gel base in absence &amp; presence of various concentration of propylene glycol (PG) to the stimulant vaginal fluid (S.V.F) medium was investigated. The release of TND from low concentration of carbomer (0.5% w/w) aqueous gel base was higher &amp; its followed fickian mechanism of the release while an anomalous mechanism holds the releasing of drug from a high concentration of carbomer (1&amp;2% w/w) aqueous gel base, the release of TND from aqueous gel containing low concentration of PG was markedly higher than that of aqueous gel having a higher concentration of PG. The solubility of TND in different concentration of PG : water solution were alsoinvestigated. The releasing method were carried out using both S.V.F (pH4.2) &amp; citrate buffer (pH4.2). It was found that the using of S.V.F considered to be useful for the evaluation of topically prepared vaginal dosage form as a releasing medium.Furthermore the swelling index or (swelling percent) of 1gm carbomer polymer in S.V.F was measured after 4 hours incubation of the dry polymer in the fluid. The initial rate of swelling &amp; the swelling equilibrium of (0.5, 1&amp;2% w/w) dry carbomer in the S.V.F were also investigated, 0.5 % w/w cabomer aqueous gel has a high rate of swelling &amp; swelling to equilibrium size rapidly, while 1&amp;2% w/w carbomer aqueous gel having a low rate of swelling &amp; swelling to equilibrium size slowly.

Ekstrak bunga telang (Clitoria ternatea L.) dapat digunakan sebagai pewarna alami karena mengandung pigmen antosianin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari kombinasi carbomer dan CMC-Na terhadap stabilitas sifat fisik dan pewarnaan gel serta iritasi formula optimum yang diperoleh. Serbuk kering bunga telang dimaserasi menggunakan gelombang ultrasonik dengan air yang diasamkan dengan asam tartrat sebagai pelarut. Ekstrak yang diperoleh dari penyaringan vakum kemudian dikeringkan dengan metode freeze dry selama 3 hari. Formula optimum yang diperoleh diuji iritasi, stabilitas mutu fisik dengan metode freeze and thaw selama 3 siklus, dan stabilitas warnanya terhadap lama pewarnaan pada rambut, pencucian serta pengaruh sinar matahari. Hasil menunjukkan bahwa carbomer dominan meningkatkan viskositas, daya lekat, dan pH gel sedangkan CMC-Na dominan meningkatkan daya sebar gel. Interaksi dari carbomer dan CMC-Na meningkatkan viskositas, daya lekat, pH, dan daya sebar. Formula optimum diperoleh dari kombinasi carbomer dan CMC-Na masing-masing pada konsentrasi 1,66 dan 6,00%. Tidak terdapat perbedaan respon antara prediksi dengan perlakuan. Viskositas, daya lekat, daya sebar, dan pH gel tidak stabil (p&lt;0,05) selama 3 siklus.

[ Viscosity Modification of Kappa Carrageenan as Gelling Agent Using Polymer Blend Method ] Gelling agent merupakan zat hidrokoloid yang dapat meningkatkan viskositas dan menstabilkan sediaan gel. Karagenan sebagai salah satu gelling agent memiliki konsistensi yang kaku dan padat. Untuk mendapatkan gel karagenan dengan viskositas yang memenuhi standar suatu gelling agent, tetapi memiliki sifat fisikokimia dan stabilitas yang memenuhi syarat, maka diperlukan modifikasi pada kappa karagenan. Salah satu metode modifikasi gelling agent adalah metode polymer blend. Modifikasi viskositas dari gel karagenan dilakukan dengan mencampurkan kappa karagenan dengan berbagai tipe gelling agent yaitu iota karagenan, carbomer 940, natrium karboksimetilselulosa, natrium alginat, dan gelatin dengan perbandingan 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50. Hasil penelitian menunjukan bahwa modifikasi terbaik yang sesuai dengan standar gel adalah pada campuran gel kappa karagenan : carbomer 940 dengan perbandingan 90:10 dan campuran gel kappa karagenan : natrium karboksimetil selulosa dengan perbandingan 70:30. Percampuran kappa karagenan dengan iota karagenan, carbomer 940, natrium karboksimetil selulosa (NaCMC), natrium alginat dan gelatin mempengaruhi viskositas, sineresis, swelling ratio, kekuatan gel dan kekerasan gel, namun tidak mempengaruhi pH dan rheologi dari gel.

The purpose of this study was to determine the effect of the concentration of the gelling agent Carbomer 940 on the gel of daun Leaf Extract (Plantago major L.). The method used is the experimental method. The extraction method used is maceration with 96% alcohol. The design in this study is the manufacture of a gel formulation of sendok Leaf extract (Plantago major L.) with the concentration of the gelling agent Carbomer 940 and the syneresis test. Syneresis test results show that all formulas do not occur syneresis. The results of the cycling test showed that the sendok Leaf (Plantago major L.) extract gel was not affected by storage temperature. The conclusion of this study shows the effect of variations in the concentration of the gelling agent Carbomer 940 on the quality of gel.

A reposição estrogênica na pós-menopausa revela-se através de benefícios na melhora da qualidade de vida, prevenção e cura da osteoporose, bem como na diminuição da incidência de doenças cardiovasculares. A via percutânea apresenta grande interesse devido a fatores como, manutenção de níveis plasmáticos e eliminação da primeira passagem hepática, responsável pelo surgimento de efeitos colaterais adversos, aliados a relativa simplicidade de desenvolvimento e produção, facilidade na aplicação e versatilidade. Neste trabalho foram viabilizadas formulações de géis hidroalcoólicos contendo estradiol com diferentes bases, adaptando e desenvolvendo metodologias para determinação de características físicas, químicas e tecnológicas, como espalhabilidade, consistência, liodisponibilidade, teor da substância ativa e conservantes, bem como ensaios preliminares de penetração na pele, e em membranas artificiais e de estabilidade física e química de estradiol e dos conservantes. Verificou-se que dois dos gíss desenvolvidos, com bases de carbômero (Carbopol 940®) e hidroxietilcelulose (Cellosize QP 100®), apresentaram características apropriadas no que diz respeito a consistência, espalhabilidade e promoção da penetração de estradiol através da pele. Esta foi avaliada através do desenvolvimento ponderal uterino de ratas castradas e determinação dos níveis séricos de estradiol por fluorimunoensaio, não havendo diferença significativa entre os produtos neste ensaio. Ambas as formulações mostraram-se estáveis fisicamente, porém, o produto desenvolvido com base de hidroxietilcelulose apresentou degradação significativa de estradiol. Os ensaios de absorção de estradiol em membranas artificiais não diferenciou significativamente as formulações quanto ao tipo de base e tempo de exposição, observou-se entretanto, que existe uma relação entre a quantidade aplicada de gel e de estradiol absorvido.<br>The hormonal replacement therapy for menopausal symptoms intents the healing and prevention of osteoporosis, the decrease of the incidence of cardiovascular diseases as well the improvement of life quality, affording relief from any of a long list of subjective complaints. The election of a transdermal estradiol formulation is due to its abilities to bypass the liver resulting adequate hormonal plasmatic levels. In addition, it is considerably simple to manufacture and to adapt to individual dosages. This research aims the formulation of estradiol as an hydroalcoholic gel using different gelformers. The development and adaptation of methodologies to perform the physical, chemical and biological characterization of the formulated products were also realized. Two of the formulated gels showed appropriate characteristics of consistence, spreading and skin permeation. They were prepared with carbomer (Carbopol 940) and hydroxiethylcellulose (Cellosize QP 100). Biological evaluation was performed by the essay of the uterusweight of castrated rats and by immunofluorescence assay. The statistical analysis showed no differences between the methods and gels. The stability test for the two formulations yielded good physical stability results but the hydroxyethylcellulose gel showed significant estradiol degradation. Although the gels artificial membrane absorptions didn't differ when submeted to difference contact times, it was detected a kind of relationship between the applied gel amount and the absorbed estradiol.

L'étude dynamique de la formation du carbure de silicium (SiC) est réalisée à partir d'interface carbone/silice. Ces multimatériaux précurseurs à SiC sont obtenus en réalisant un revêtement de silice par la méthode sol-gel sur des fibres de carbone de propriétés structurales, superficielles et morphologiques différents. La cinétique de la réaction de carbothermie de 1300 à 1600°C est gouvernée par deux régimes distincts. L'influence de l'ordre structural de surface du substrat carboné est plus particulièrement précisée sur ce mécanisme à travers la notion de sites actifs. Le premier régime est caractéristique d'une réactivité interfaciale directe entre le carbone et la silice. Les sites actifs du carbone gouvernent sa réactivité dans la réaction hétérogène de formation de SiC, et leur qualité a une influence sur la taille des nodules de SiC formés à l'interface. Le deuxième régime met en oeuvre la réaction interfaciale SiC/SiO2 qui conduit à la formation du monoxyde de silicium gazeux intermédiaire (SiO). La cinétique est alors principalement gouvernée par la diffusion de SiO à travers le revêtement du SiC microfissuré jusqu'à la surface du carbone où la réaction se poursuit. Au cours de ce régime, la présence de silice entre les nodules de SiC Freine la diffusion de SiO à l'interface et empêche leur croissance par effet de couche de diffusion. Par ailleurs, l'intervention de SiC dans ce mécanisme engendre l'apparition de défauts structuraux dans l'épaisseur , tandis que l'ordre structural et la texture de SiC formé à l'interface C/SiC sont liés en continu à l'évolution des propriétés superficielles du carbone au cours de sa consommation. Ainsi, l'utilisation de substrats carbonés de propriétés de surface spécifiques associée à la connaissance de ces deux régimes réactionnels pourra à l'avenir être mise à profit sur l'élaboration de matériaux en SiC de structure et texture bien contrôlées.

A côté d’une grande variété de concurrents tels que les métaux (nobles ou non) ou les oxydes métalliques, les carbones nanoporeux apparaissent comme des matériaux clés dans de nombreuses applications électrochimiques. Ils permettent une grande diversité d’architectures de pores contrôlées combinées à des nombreuses propriétés, en particulier, la stabilité chimique et mécanique, la biocompatibilité, une chimie de surface riche et, surtout, une conductivité électrique relativement élevée.Bien que certains carbones (comme le graphite ou le graphène) présentent des propriétés électroniques proches de celles des électrodes métalliques, cette caractéristique dépend fortement de la disposition spatiale des atomes de carbone. En effet, la plupart des carbones nanoporeux sont des matériaux avec un faible degré d'ordre structurel et, par conséquent, avec une conductivité limitée. En vue d’améliorer cette conductivité, des efforts sont donc nécessaires pour préparer des carbones nanoporeux avec un degré élevé d’organisation structurale sans compromettre la structure poreuse.Pour cela, plusieurs stratégies ont été explorées: (i) le dopage des hétéroatomes; (ii) le revêtement avec une phase conductrice; (iii) la synthèse d'architectures 3D de type graphène nanoporeux, et (iv) l'incorporation d'un additif conducteur dans les encres appliquées pour la préparation des électrodes. Cette dernière option est pratique courante dans la plupart des applications électrochimiques, le noir de carbone étant l'additif conducteur le plus utilisé.Ce doctorat a consisté à explorer diverses approches synthétiques pour obtenir à la fois, des carbones nanoporeux avec des réseaux très poreux et une conductivité accrue en incorporant diverses nanostructures de carbone comme additifs conducteurs. Dans une première approche, l'additif a été incorporé pendant la synthèse des carbones nanoporeux eux-mêmes. Dans une seconde approche, des structures 3D de type graphène nanoporeux ont été obtenues par des approches hydrothermiques.Les carbones nanoporeux ont été obtenus modifiant la polycondensation des mélanges de résorcinol et de formaldéhyde décrite dans la littérature. Cette approche permet d'obtenir des matériaux très poreux avec des propriétés accordables, ce qui représente un avantage par rapport aux méthodes conventionnelles qui génèrent des matériaux avec une distribution de taille de pores plus large. Afin d’améliorer leur conductivité électrique, diverses nanostructures de carbone ont été utilisées comme additifs conducteurs: noir de carbone, graphite, graphène et dérivés d'oxyde de graphène.L'effet de divers paramètres tels que la nature, la quantité, le caractère hydrophobe et la composition de l'additif a été évalué. L'étude a révélé le rôle important de la nature de l'additif, non seulement sur la conductivité du composite gel de carbone/additif, mais aussi sur le développement de la porosité. Les additifs carbonés de nature hydrophobe favorisent le développement d'architectures de pores multimodales avec une prédominance des grands mésopores. Les additifs hydrophiles rendent les matériaux moins poreux. Concernant la conductivité, les composites ont montré des valeurs améliorées avec des seuils de percolation d'environ 8 wt.% pour le noir de carbone.Dans la seconde approche, différents carbones nanostructurés ont été soumis à un traitement hydrothermal pour améliorer leur porosité. Tout d'abord, la synthèse du graphène par décomposition par plasma de l'éthanol a été optimisée avec de bons taux de production et de qualité pour des débits de 2 à 4 g/h. L'oxyde de graphène a également été synthétisé par une méthode Hummers modifiée.Dans l'ensemble, des carbones nanoporeux avec une porosité élevée et une conductivité améliorée ont été obtenus par l’incorporation de faibles quantités de noir de carbone, graphite et graphène pendant la synthèse. Ces matériaux présentent un intérêt en tant qu'électrodes dans les applications électrochimiques<br>Nanoporous carbons are key materials in many electrochemical applications over a wide variety of competitors (such as noble metals, non-noble metals or metal oxides) due to the diversity of materials with controlled pore architectures combined with adequate properties; particularly, chemical and mechanical stability, biocompatibility, rich surface chemistry and, most importantly, relatively high electronic conductivity.Although some carbons (e.g., graphite, graphene) present electronic properties close to those of metallic electrodes, this feature depends strongly on the spatial arrangement of the carbon atoms. Indeed, most nanoporous carbons are non-polycrystalline materials with a low degree of structural order and, as a consequence, with limited conductivity. Thus, efforts are yet needed to prepare nanoporous carbons with high and well defined pore architectures combining high electrical conductivity without compromising the porous structure.To increase the conductivity of nanoporous carbon electrodes without compromising the porosity, several strategies have been explored such as: (i) heteroatoms’ doping; (ii) coating with a conductive phase; (iii) synthesizing 3D nanoporous graphene-like architectures, and (iv) incorporating a conductive additive in the formulation of carbon electrodes inks. The latter is the common practice for the manufacturing of the electrodes in electrochemical applications, being carbon black the most popular conductive additive.The approach in this PhD consisted in exploring various synthetic approaches to obtain nanoporous carbons with high porous networks and enhanced conductivity upon incorporating various carbon nanostructures as conductive additives. In a first approach, the additive was incorporated during the synthesis of the nanoporous carbon material itself, rather than as percolator in the inks typically used in the preparation of electrodes (e.g., carbon material, binder and percolator). In a second approach, 3D nanoporous graphene-like architectures were obtained by hydrothermal approaches.The synthesis of the nanoporous carbons was carried out by a modification of the polycondensation of resorcinol and formaldehyde mixtures well reported in the literature for the preparation of carbon gels. This approach allows obtaining highly porous materials with tuneable properties compared to conventional activation methods that usually render materials with broad pore size distributions. To overcome the drawback of their low electrical conductivity, various carbon nanostructures were used as conductive additives: carbon black, graphite, graphene and graphene oxide derivatives.The effect of various parameters such as the type, amount, hydrophobic/hydrophilic character and composition of the additive was explored. The study revealed the important role of the nature of the additive not only on the conductivity of the carbon gel/additive composite, but also on the development of the porosity during the synthesis. Carbon additives of hydrophobic nature act as a porogen, favouring the development of multimodal pore architectures, with predominance of large mesopores. Hydrophilic additives rendered materials with lower porosity. Regarding conductivity, the composites showed enhanced values, with percolation thresholds of ca. 8 wt.% for carbon black.In the second approach, various nanostructured carbons were subjected to a hydrothermal treatment. First, graphene synthesis by plasma decomposition of ethanol was optimized, with good production rates and quality for flows of 2-4 g/h. Graphene oxide was also synthesized by a modified Hummers method. The hydrothermal treatment rendered materials with improved porosity.Overall, highly nanoporous carbons with controlled mesopore architectures and enhanced conductivity were obtained. Such materials are of interest as electrodes in electrochemical applications (e.g, energy storage, supercapacitors, electrochemical sensors)

Cette thèse s'est inscrite dans le cadre du projet ACACIA (Amélioration du CAptage du CO2 Industriel et Anthropique) soutenue par le pôle de compétitivité AXELERA et financé par " FUI " et " LE GRAND LYON ". Notre objectif était d'immobiliser l'anhydrase carbonique dans des gels inorganiques, en particulier la silice afin de préserver la structure de l'enzyme, sa fonctionnalité et de la protéger de l'environnement physico-chimique environnant. Pour cela, des essais préliminaires simples nous ont permis d'élaborer et de construire une cellule, comprenant membrane polymérique poreuse imprégnée de solution enzymatique aqueuse, ou de gel de silice lui-même imprégné de solution aqueuse d'enzyme. A partir de ce montage, nous avons étudié des paramètres importants de la membrane, comprenant un tampon, sa nature, molarité et son pH, ainsi que la taille des pores de la membrane et la concentration en enzyme. Il a été trouvé qu'un tampon à base de bicarbonate permet de déplacer l'équilibre de déprotonation du CO2(aq) vers un pH plus élevé, par l'apport des ions HCO3- équilibrés par des cations comme Na+, et favorise une contribution plus importante à la diffusion du CO2 à travers la membrane. Nous avons également observé que quelque soit le gaz de captage (100 % et / ou 10 % de CO2), le tampon et le type de membrane, une perméance maximum a été observée pour une concentration en enzyme de 0.2 mg mL-1.

Les " gels attractifs " constituent une catégorie particulière de fluides complexes. Ces gels sont formés à partir d'une suspension de particules attractives en faible concentration volumique. La microstructure du gel est très facilement modifiée par l'application d'une contrainte. Ainsi, il est possible de structurer ces gels par un cisaillement dans une géométrie suffisamment confinée. Nous avons étudié en détail ce phénomène dans des gels de noirs de carbone ainsi que dans des suspensions de billes de verre dans de l'huile rendues attractives par la présence d'une faible quantité d'eau. Nous avons reproduit ce phénomène dans des simulations numériques de dynamique moléculaire, ce qui permet d'étudier les conditions nécessaires à l'apparition de telles structures. Enfin, en géométrie peu confinée, le mécanisme de rupture et d'écoulement de ces gels en volume est complexe puisque leur rupture est en perpétuelle compétition avec leurcinétique de reformation. Nous avons étudié la rupture des gels de noir de carbone en couplant des techniques classiques de rhéologie avec une technique de mesure locale de déplacement par ultrasons. Ces expériences nous ont permis d'établir un lien entre le comportement global du matériau (sa rhéologie macroscopique) et la dynamique locale de fluidification.

Les composites carbone/carbone présentent de propriétés thermomécaniques à hautes températures qui les rendent particulièrement adaptés à l’ablation ou à la friction. Leur sensibilité à l’oxydation dès 400°C a conduit à envisager leur dopage en éléments réfractaires inoxydables ou à température d’oxydation élevée. Le procédé sol-gel a permis d’introduire environ 1 % volumique d’oxyde ou de nitrure de titane ou d’aluminium dans leur matrice. Les nitrures sont obtenus par nitruration carbothermique des films d’oxydes. Deux types de sols ont été utilisés : des sols « standard » et des sols enrichis en saccharose. Le saccharose est ajouté pour prévenir la consommation du pyrocarbone lors de la nitruration. Il a par ailleurs une influence sur l’avancement de la nitruration. Les composites chargés sont ensuite densifiés par voie gazeuse, ce qui induit des transformations de phases prévues par la thermodynamique : les films de nitrure de titane sont partiellement carburés (formation de carbonitrure), et les films d’oxyde de titane sont réduits (formation d’oxycarbure). Les dépôts à base d’aluminium sont plus stables et ne subissent aucune transformation. La diffusivité thermique des composites réalisés est faiblement impactée par les charges introduites, alors que les résistances en traction/compression sont sensiblement augmentées. Par ailleurs, une rigidification des composites est observée. Leur cinétique d’oxydation est ralentie. Les composites enrichis en alumine et nitrure d’aluminium présentent des vitesses de perte de masse divisées par 2 par rapport à la référence C/C. Toutes ces propriétés sont liées directement ou non à la composition des sols, et plus particulièrement à sa teneur en saccharose. Il a en effet été montré que les sols qui en contiennent ont tendance à gélifier en surface du composite, ce qui gêne la diffusion des gaz précurseurs au cœur du composite lors de la densification. La porosité finale s’en trouve modifiée. Cette dernière a une influence non négligeable sur le comportement en compression, la diffusivité thermique et la cinétique d’oxydation des composites élaborés<br>Carbon/carbon composites exhibit excellent mechanical and thermal properties at high temperature that make them espe-cially suitable for ablation or friction pieces. Their sensitivity toward oxidation above 400°C has lead to the will of doping them with refractory ceramics that are nonoxidizable or with a high oxidation temperature. The sol-gel process allowed to introduce 1 % in volume of titanium or aluminum oxide or nitride in the matrix. Nitrides are obtained by carbothermal nitridation of the oxide films. Two types of sols were used: the “standard” ones and those with extra sucrose. Sucrose is added to prevent pyrocarbon consumption during the nitridation. Furthermore, it was shown that it has an impact on the nitridation rate. Charged composites are then densified by Chemical Vapor Infiltration, which induces phases transforma-tions that were predicted by thermodynamics: titanium nitride films are partially carburized (formation of titanium carbonitride) and titanium dioxide films are reduced (formation of titanium oxycarbide). Aluminum-based films are more stable and don’t undergo any transformation. Thermal diffusivity of the as-synthesized composites is not much modified by the addition of these ceramics while the tensile and compressive strength are slightly increased. By the way, composites are hardened. Their oxidation kinetics is slowed down. Aluminum-rich composites exhibit a weight loss divided by two compared to the C/C reference. All those properties are directly, or not, linked to the composition of the sols, in particular to their sucrose content. Indeed, it was shown that sucrose-containing sols rather jellify on the surface of the composite, thus preventing the diffusion of precursor gases to the heart of the pieces. The final porosity is then modified. The porosity has an important impact on the compressive strength, thermal diffusivity and oxidation kinetics of the synthesized composites

Ce travail porte sur l'étude expérimentale du stockage d'hydrogène par adsorption dans des carbones nanostructurés. Il a été rédigé en trois parties: une étude approfondie de la bibliographie, la mise en place d'un banc d'essais destiné à quantifier le pourcentage gravimétrique d'hydrogène stocké par les carbones, et finalement la mesure du stockage d'hydrogène dans deux familles de carbones nanostructurés étudiées au sein du laboratoire. L'étude bibliographique met en avant les différents moyens de stockage d'hydrogène actuellement disponibles (compression et liquéfaction) et se concentre essentiellement sur les techniques expérimentales de mesure du stockage d'hydrogène par adsorption et les problèmes qu'elles peuvent susciter. Un regard critique est également porté sur la forte variation des différents résultats publiés dans la littérature. Le banc d'essais mis en place a été conçu pour mesurer la capacité de stockage d'hydrogène pour une masse importante de matière, de l'ordre de 10 grammes, et est basé sur le principe d'une mesure volumétrique de la quantité d'hydrogène désorbé par le carbone à la température de 25°C et une pression de 100 bars. Deux calculs ont été mis en place: un calcul détermine le pourcentage gravimétrique en comparaison à un système en compression et un autre le pourcentage gravimétrique intrinsèque des carbones. En parallèle à ces calculs, un calcul d'erreur a été fait, et le banc d'essais a été calibré grâce à trois moyens différents. Les carbones nanostructurés étudiés sont issus de deux procédés: un procédé sol-gel permettant de produire des aérogels de carbone et un procédé plasma à haute température, permettant la synthèse de différentes variétés de nanostructure de carbone. Tous les échantillons, après avoir été préalablement caractérisés morphologiquement, ont été testés selon le même protocole expérimental mis en place et les résultats ont montré des valeurs de stockage d'hydrogène inférieures à 0,5 pour cent d'hydrogène en masse.

La Matière Organique Naturelle (MON) constitue aujourd'hui au travers du Carbone Organique Total (COT) un paramètre clé dans le contrôle de la qualité des eaux potables. Le premier objectif de cette étude a été d'évaluer l'efficacité de la résine anionique MIEX® et de différentes autres résines anioniques vis-à-vis de l'élimination du Carbone Organique Dissous (COD) dans une eau de surface chargée en MON. Les performances de ces résines ont été comparées à celle de la coagulation/floculation à l'échelle du laboratoire ou sur des unités pilotes. Le second objectif de ces travaux a eu pour but de déterminer l'impact du traitement par les résines anioniques vis-à-vis de la réduction des phénomènes de compétition pour l'adsorption des pesticides sur charbon actif et vis-à-vis de la diminution du colmatage (ultrafiltration). Différentes techniques analytiques (spectrométrie de fluorescence, chromatographie d'exclusion stérique, pyrolyse CG/MS (chromatographie gazeuse/spectrométrie de masse)) ont été utilisées dans le but de caractériser la MON des eaux brutes et traitées. Outre la résine MIEX®, les travaux ont montré de manière plus globale que l'ensemble des résines anioniques représente une alternative intéressante à la coagulation/floculation pour l'élimination du COD. L'intérêt de l'échange d'ions réside de plus dans son possible couplage avec le charbon actif pour la diminution des phénomènes de compétition entre la MON et les pesticides<br>Natural Organic Matter (NOM) represents through Total Organic Carbon (TOC) a key parameter for the control of drinking water quality. The first objective of this study was to evaluate the efficacy of the Anion Exchange Resin (AER) MIEX® and different other AER for the elimination of Dissolved Organic Carbon (DOC) from a high DOC content surface water. The performances of these AER were compared with those of coagulation/flocculation at laboratory scale as well as pilot scale. The second objective of this study was to determine the impact of AER treatment on the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides for the adsorption on activated carbon and on the reduction of membrane fouling (ultrafiltration). Various analytical tools (fluorescence spectroscopy, size exclusion chromatography, pyrolysis GC/MS (gas chromatography/mass spectrometry)) were used in order to characterize NOM of raw and treated waters. As well as MIEX® resin, whole studied AER proved to be an interesting alternative to coagulation/flocculation for DOC removal. Moreover, the interest of AER lies in its combination with activated carbon for the reduction of competition mechanisms between NOM and pesticides

Ces travaux de thèse portent sur l'élaboration et la caractérisation de revêtements lubrifiants issus de la voie sol-gel déposés sur l'acier inoxydable 15-5PH, pour des applications aéronautiques en température. L'objectif est de rechercher les conditions d'élaboration d'un revêtement composite lubrifiant par la synthèse in situ de carbone amorphe dans une matrice oxyde. La première partie expérimentale de ces travaux présente une étude sur l'influence des conditions de synthèse puis de transformation par traitement thermique du revêtement hybride initial sur ses caractéristiques physicochimiques et structurales. L'investigation de l'évolution de la structure chimique des matériaux déposés par des techniques spectroscopiques (notamment RMN et IR) permet de comprendre les phénomènes se produisant lors des traitements thermiques. Nous exposons notamment quel est l'influence de la température et de l'atmosphère de traitement thermique sur les transformations physico-chimiques des revêtements et sur les réactions de fragmentation, d'oxydation et de recombinaison ayant lieu. Nous montrons ensuite quel est l'effet de l'introduction d'un renfort lamellaire tel que le talc sur ces réactions et sur les caractéristiques physico-chimiques et microstructurales des revêtements. La deuxième partie expérimentale concerne les caractérisations sclérométriques, mécaniques et tribologiques des différents revêtements déposés sur l'acier inoxydable 15-5PH. Nous déterminons les propriétés d'adhérence des revêtements par essais de rayure, ainsi que leurs caractéristiques mécaniques (dureté et module élastique) par nanoindentation et leurs comportements tribologiques par essais en configuration bille/plan avec une contreface en alumine. Des corrélations sont proposées entre les évolutions de la structure chimique et les performances tribologiques des revêtements. Des conditions d'élaboration et de traitement thermique optimales, à 250°C sous air ou à 300°C sous azote, conduisant à la synthèse de carbone amorphe lubrifiant in situ, et associées aux meilleurs comportements tribologiques des revêtements sont ainsi déterminées<br>These works focus on the development and characterization of lubricating coatings deposited by sol-gel route on 15-5PH stainless steel, for aeronautic applications at high temperature. The aim of this study is to determine the conditions leading to the development of a composite lubricating coating containing in situ-synthesized amorphous carbon in an oxide matrix. The first experimental part presents a study of the influence of synthesis and thermal treatment conditions on the physicochemical and structural characteristics of the initial hybrid coating. The investigation of the chemical structure evolution of the deposit by spectroscopic techniques (especially NMR and IR) allows the phenomena occurring during thermal treatments to be understood. We explain the influence of thermal treatment temperature and atmosphere on the coatings physicochemical transformations and on the occurring fragmentation, oxidation and recombination reactions. Then, the effect of a lamellar reinforcement as talc particles, on physicochemical microstructural coating properties is studied. The second experimental part of these works deals with the scratching, mechanical and tribological characterizations of different coatings deposited on 15-5PH stainless steel. We determine coating adhesive properties by scratch test as well as mechanical characteristics (hardness and elastic modulus) by nanoindentation technique and tribological behavior with an alumina ball on plane test configuration. Correlations between changes in the chemical structure and coating tribological performances are being proposed. Thus optimal synthesis and thermal treatment conditions are determined, at 250°C in air or at 300°C in N2 gas, leading to the amorphous carbon in situ-synthesis and associated to the best coating tribological behavior

Adhesive systems are used in many specialties in dentistry. These systems provide chemical attachment of prosthetic and restorative materials to the tooth surface. The first stage of adhesive systems is the etching process. In the commonly used Total etch systems, acid agent is applied to the tooth first to create roughness on the tooth surface, then the applied bond agent enters this rough surface to ensure retention. The acid agent used is 37% phosphoric acid gel. Normally, phosphoric acid is liquid. It should be applied in gel form in order to be applied in a controlled manner to a certain surface of the tooth and to remain on the desired surface for a long time. Commercially used phosphoric acid gels are produced by a single method and contain the carbomer chemical. Another way to produce gel is silicium dioxide. Acid gels produced with carbomer have a glossy appearance, while acids produced with Silicium have a matte appearance. In this study, we aimed to see the difference in retention of the phosphoric acid gel produced with silicium dioxide compared to the carbomeric acid gel. In this study, we prepared phosphoric acid gel with silicium dioxide and phosphoric acid with carbomer. In our study, 50 extracted caries-free human teeth were used. Orthodontic buttons were attached to the buccal surfaces of the teeth in 2 groups. Phosphoric acid gel prepared with Carbomer was applied for 40 seconds on 25 teeth and phosphoric acid gel prepared with silicium dioxide for 40 seconds on 25 teeth. Afterwards, the teeth were washed with water for 10 seconds and dried, and the orthodontic buttons were adhered with blue light for 40 seconds with Tokuyama bond and flowable composite, and a tensile test was applied to them. There was a statistically significant difference between the tensile force resistance of the buttons attached with two different methods. The teeth in which the gel prepared with silicium dioxide was used showed an average of 6% more resistance to tensile force than the other group. In this study, adhesion strength was measured for the first time by changing the gel base material in acid. We recommend this preparation of acids in adhesive systems, and we believe it can be beneficial for all dentists.

Le projet vise à élaborer un modèle de tableau de bord des émissions de gaz à effet de serre (GES) pour les municipalités québécoises. Aux fins du tableau de bord, les émissions de GES sont converties en équivalent carbone. Ce tableau de bord se focalise sur les émissions de portées 1 et 2 découlant des activités de la ville, telles que consignées dans les états financiers de celle-ci. Globalement, la méthodologie utilisée repose sur l’intersection entre les états financiers d’une ville et sa réalité d’exploitation amenant des émissions de carbone. Compte tenu des connaissances actuelles, les secteurs d’activité suivants sont ciblés, car ils représentent des sources potentielles importantes d’émissions de carbone sur lesquelles les villes ont une capacité d’action directe : 1) le transport; 2) la consommation d’énergie stationnaire (gaz et électricité), essentiellement pour le parc immobilier; 3) la gestion des matières résiduelles (y compris le traitement des eaux usées). Quatre villes ont accepté de participer à ce projet-pilote : Trois-Rivières, Victoriaville, Varennes et Nicolet. L’objectif est de fournir un cadre analytique simple et rigoureux aux principaux acteurs pour que la mesure des émissions de GES puisse s’intégrer dans leur politique financière et leur reddition des comptes. Les municipalités et les autres organismes municipaux appliquent les normes comptables canadiennes pour le secteur public établies par le Conseil sur la comptabilité dans le secteur public (CCSP). Cette normalisation apporte de la clarté et permet de comparer facilement les villes entre elles sur le plan financier et sur celui de l’exploitation. En outre, les règles et l’encadrement du ministère des Affaires municipales renforcent cette standardisation. En effet, chaque poste budgétaire rend compte de l’ensemble des factures et des déboursés pour un bien ou un service donné. Or, ces factures reflètent à la fois un prix unitaire et une quantité donnée. Sur la base d’analyse en profondeur des comptes budgétaires composant le grand livre comptable, nous avons repéré ceux qui contiennent des dépenses génératrices d’émissions de carbone. Les déboursés sous-tendant ces comptes (essentiellement les factures qui les constituent) sont ensuite revus afin de déterminer les prix unitaires et les quantités d’intrants unitaires (p. ex. litres d’essence) consommées. Pour terminer, en nous appuyant sur les protocoles reconnus et des données de balisage (Protocole des GES et base de données ecoinvent), nous avons associé une quantité d’émissions de carbone par unité d’intrant consommée et, par conséquent, estimé la quantité totale de carbone émise pour un compte budgétaire donné. Un ratio tonnes de carbone émises par dollar dépensé peut alors être inféré pour les trois grands secteurs d’activité visés. On produit pour chaque ville un tableau de bord de synthèse s’appuyant sur une méthodologie standardisée et des hypothèses validées. Nos analyses reflètent le fait que l’intensité carbone par dollar dépensé est conditionnelle à certains choix stratégiques : utilisation d’électricité ou de gaz naturel pour le chauffage des bâtiments, utilisation de véhicules électriques ou à essence, collecte et gestion de déchets sélective avec ou sans obligation de compostage. D’autres dimensions (p. ex. la superficie de la municipalité) peuvent également avoir un effet sur l’intensité carbone des dépenses et sont également examinées, mais la mesure de leur impact exige un échantillonnage plus grand. Enfin, nos travaux font également ressortir un certain nombre d’enjeux dans l’utilisation systématique de l’approche proposée par un plus grand nombre de municipalités. La résolution de ces enjeux nécessite de poser certaines hypothèses et d’effectuer d’autres manipulations, que nous analysons.