NAYRAL, Céline (44 avenue Jules Julien, Toulouse, Toulouse, F-31400, FR)
EL HAWI, Nancy (6 allée des Sciences Appliquées R7 - Apt 942, Toulouse, Toulouse, F-31400, FR)
DELPECH, Fabien (1 rue Jean-Jacques Rousseau, Nailloux, Nailloux, F-31560, FR)
NAYRAL, Céline (44 avenue Jules Julien, Toulouse, Toulouse, F-31400, FR)
EL HAWI, Nancy (6 allée des Sciences Appliquées R7 - Apt 942, Toulouse, Toulouse, F-31400, FR)
REVENDICATIONS
1/ Procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice à partir d'au moins un tétra-alcoxy-silane, de nanoparticules, dites nanoparticules métalliques, comprenant une quantité d'au moins un métal de nombre d'oxydation nul, d'une composition catalytique d'hydrolyse, d'un milieu solvant liquide, et d'eau, de façon à obtenir une hydrolyse/condensation permettant d'enrober les nanoparticules métalliques de silice, caractérisé en ce que le milieu solvant liquide est constitué d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé des solvants organiques non alcooliques.
2/ Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, dans une première étape, on prépare une solution, dite solution d'hydrolyse, contenant une quantité initiale d'eau, une quantité de tétra-alcoxy-silane(s), la composition catalytique d'hydrolyse et une quantité du milieu solvant liquide, puis dans une étape ultérieure, on ajoute ladite solution d'hydrolyse à une suspension contenant les nanoparticules métalliques en suspension dans une quantité du milieu solvant liquide.
3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rapport molaire eau/tétra-alcoxy-silane(s) est inférieur à 3, notamment égal à 2.
4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise une quantité molaire initiale d'eau Qe telle que le rapport
T Qe
Ny avec : N T T
s = v)" 1
4 λ
x — mi x RAi , ( ,
,1 λ
)
RA 1 est le rayon atomique du métal i, Rm est le rayon moyen des nanoparticules métalliques, M 1 est la masse molaire du métal i, n, est le nombre d'éléments chimiques métalliques constituants les nanoparticules, est inférieur à 20, particulièrement compris entre 5 et 16, notamment sensiblement proche de 13. 5/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mélange les nanoparticules métalliques, une quantité du milieu solvant liquide, la composition catalytique d'hydrolyse, une composition, dite composition d'additifs hydroprotecteurs, comprenant au moins un composé, dit composé hydroprotecteur,
- susceptible de former, par greffage sur un atome métallique surfacique, une fonction chimique -O- A, A étant un élément chimique distinct de l'hydrogène,
- ladite fonction chimique étant stable en présence d'eau, mais réactive au greffage de silice,
- la cinétique de greffage dudit composé hydroprotecteur sur un atome métallique de nombre d'oxydation nul étant plus rapide que la cinétique d'oxydation dudit atome métallique de nombre d'oxydation nul par l'eau, puis on ajoute à ce mélange une quantité de tétra-alcoxy-silane(s) et ladite quantité d'eau.
6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on
Qe utilise une quantité molaire initiale d'eau Qe telle que le rapport T i = — ,
Ny
RA 1 est le rayon atomique du métal i, Rm est le rayon moyen des nanoparticules métalliques,
M 1 est la masse molaire du métal i, n, est le nombre d'éléments chimiques métalliques constituants les nanoparticules, est inférieur à 120, particulièrement compris entre 30 et 50, notamment proche de 39.
Il Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'au moins un composé hydroprotecteur est choisi pour que A appartienne au groupe formé du bore, de l'aluminium, du plomb, du calcium, du magnésium, du baryum, du sodium, du potassium, du fer, du zinc, du manganèse, du silicium et du phosphore.
8/ Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un composé hydroprotecteur est choisi dans le groupe formé : - des éléments A,
- des composés comprenant au moins une fonction de formule R-A-, R étant choisi dans le groupe formé des substituants hydrocarbonés aliphatiques, des benzyles, des tolyles, des phényles et des méthoxy-phényles,
- des composés comprenant au moins une fonction de formule R-O-A-, R choisi dans le groupe formé des substituants hydrocarbonés aliphatiques, des benzyles, des tolyles, des phényles et des méthoxy-phényles ,
- des composés comprenant au moins une fonction hydroxyle de formule HO-A-.
9/ Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise une quantité molaire de composés hydroprotecteurs Qch telle
Qch que le rapport T 2 = , Ns étant donné par la formule (1) ci-dessus, est compris
Ny entre 1/10 et 10, notamment compris entre 1/10 et 3, particulièrement de l'ordre de 1.
10/ Procédé selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise l'acide phosphorique à titre de composé hydroprotecteur.
11/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on réalise une extraction des gaz du milieu solvant liquide, du(des) tétra-alcoxy-silane(s), de la composition catalytique d'hydrolyse et de l'eau, préalablement à la mise en contact dudit milieu solvant liquide, du(es) tétra- alcoxy-silane(s), de la composition catalytique d'hydrolyse et de l'eau avec les nanoparticules métalliques.
12/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les nanoparticules métalliques comprennent au moins un métal choisi dans le groupe formé des métaux présentant un potentiel standard d'oxy do-réduction inférieur à 0 V, notamment compris entre -0,5 V et -0,2 V.
13/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les nanoparticules métalliques comprennent au moins un métal choisi dans le groupe formé du fer, du cobalt, du nickel et du manganèse. 14/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le(s) tétra-alcoxy-silane(s) a(ont) pour formule générale Si(OR 1 )(OR 2 )(OR 3 )(OR 4 ), où R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , sont choisis dans le groupe formé des groupements hydrocarbonés aliphatiques.
15/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le(s) tétra-alcoxy-silane(s) présente(nt) un nombre d'atomes de carbone inférieur à 17.
16/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le(s) tétra-alcoxy-silane(s), est(sont) choisi(s) dans le groupe formé du tétra-méthoxy-silane et du tétra-éthoxy-silane. 17/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le milieu solvant liquide est composé d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé des solvants aprotiques polaires, notamment des solvants cétoniques et des solvants éthérés.
18/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le milieu solvant liquide est composé d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé du tétrahydrofurane et du diméthoxyéther.
19/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'on réalise la réaction dans un récipient fermé hermétiquement et sous atmosphère d'un gaz inerte, ledit gaz inerte étant choisi dans le groupe formé de l'argon, de l'hélium et l'azote. 20/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que ladite composition catalytique d'hydrolyse comprend au moins une aminé, notamment une aminé primaire aliphatique.
21/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que ladite composition catalytique d'hydrolyse comprend au moins une aminé choisie dans le groupe formé de la butylamine, de l'octylamine, de la dodécylamine et de l'hexadécylamine.
22/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que les nanoparticules métalliques sont préalablement préparées dans une quantité dudit milieu solvant liquide.
23/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce qu'on choisit des conditions réactionnelles de sorte que les nanoparticules métalliques enrobées de silice obtenues présentent une aimantation, et que la différence entre la valeur d'aimantation des nanoparticules métalliques enrobées de silice obtenues et la valeur d'aimantation des nanoparticules métalliques de départ est inférieure à 15%. |
PROCéDé DE FABRICATION DE NANOP ARTICULES MéTALLIQUES
ENROBéES DE SILICE
L'invention concerne un procédé de fabrication de nanoparticules métalliques enrobées de silice.
Les nanoparticules métalliques enrobées de silice sont utiles notamment dans le domaine biomédical, et plus particulièrement dans les applications thérapeutiques impliquant un traitement par hyperthermie localisée, et dans le domaine de l'informatique et de la microélectronique. L'enrobage des nanoparticules métalliques permet d'isoler électriquement ou chimiquement le cœur métallique des nanoparticules. Dans le domaine biomédical, cet enrobage de silice permet, en outre, de greffer en surface des nanoparticules, des ligands de ciblage organiques. En particulier, des nanoparticules métalliques enrobées de silice sont susceptibles d'être distribuées dans l'organisme par voie systémique, jusqu'à leur cible thérapeutique et contribuent au développement de nouvelles techniques thérapeutiques. Par exemple, elles permettent localement, au niveau de la cible, d'augmenter la température, par application d'un champ magnétique. Ainsi, elles permettent d'augmenter, par hyperthermie locale, la sensibilité de cellules ou de tissus vis-à-vis d'une drogue, elle aussi délivrée par voie systémique. On connaît déjà différents procédés de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice. Kobayashi Y. et al, (2003), J. Phys. Chem. B, 107, 7420-7425, décrit un procédé de type sol-gel d'hydrolyse/condensation pour l'enrobage de nanoparticules de cobalt, dans un solvant polaire mixte contenant 200 mL d'eau et 800 mL d'éthanol et en présence de tétraéthylorthosilicate (TEOS), et de 3-aminopropyl-triméthoxysilane. Un tel procédé ne permet cependant pas d'obtenir des nanoparticules métalliques dont l'aimantation est importante.
Fernandez-Pacheco R. et al (2006), Nanotechnology, 17, 1188-1192, décrit un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice par sublimation, dans un arc électrique et sous vide d'air, de silice (SiO 2 ) en poudre. La silice ainsi sublimée est ensuite condensée autour des particules
métalliques. Un tel procédé suppose l'utilisation d'un dispositif de génération d'une décharge électrique et d'un dispositif d'établissement et de maintien d'un vide poussé dans l'enceinte de réaction. De tels procédés sont complexes et délicats à mettre en œuvre à l'échelle industrielle. De plus, ce procédé ne permet pas d'obtenir des nanoparticules métalliques enrobées de silice présentant des propriétés magnétiques optimales, et notamment des nanoparticules métalliques enrobées de silice sensiblement exemptes de dérivés métalliques oxydés.
L'invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication de nanoparticules métalliques enrobées de silice, notamment des nanoparticules métalliques à base de métal ou d'alliage de métaux dits oxydable(s), ledit procédé permettant de conserver, au cours de la préparation desdites nanoparticules métalliques enrobées de silice, les propriétés magnétiques des nanoparticules métalliques initiales.
L'invention vise en particulier à proposer un procédé permettant la préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice présentant des propriétés magnétiques adaptées à leur utilisation dans les domaines thérapeutique et électronique.
L'invention vise en outre à proposer un procédé permettant la préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice à base de métal ou d'alliage de métaux oxydable(s) à partir de nanoparticules métalliques de taille nanométrique, c'est-à-dire présentant un rapport surface/volume élevé.
L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice destinées à des applications thérapeutiques in vivo, et qui ne soient pas reconnues et neutralisées par le système immunitaire et éliminées par le système réticulo-endothélial.
L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice permettant ultérieurement le greffage, par voie chimique, de motifs de ciblage -notamment des anticorps- sur la surface accessible de la silice. L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice, ledit procédé étant compatible avec
un procédé préalable de préparation de nanoparticules métalliques sensiblement non oxydées.
L'invention vise aussi à proposer un procédé de fabrication de nanoparticules métalliques enrobées de silice dont les propriétés magnétiques sont sensiblement équivalentes aux propriétés magnétiques du matériau métallique les constituant (métal ou alliage de métaux), lorsque son nombre d'oxydation est nul.
En outre, l'invention vise à proposer un procédé de fabrication de nanoparticules métalliques enrobées de silice qui soit simple, aisé dans sa mise en œuvre, n'utilisant pas de dispositif complexe de pompage et de maintien sous vide, susceptible d'être réalisé dans un récipient unique, avec un solvant unique, par simple addition de réactifs de synthèse aisément accessibles dans le commerce.
L'invention vise aussi à proposer un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice qui est compatible avec l'utilisation de nanoparticules de départ préalablement produites dans un solvant organique, non alcoolique, non oxydant.
L'invention vise également à atteindre tous ces objectifs à moindre coût, en proposant un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice de faible coût de revient réalisé à partir de moyens usuels en chimie et peu onéreux. Dans toute la suite, le terme « nanoparticule » désigne une particule dont la forme s'inscrit dans une sphère et dont le diamètre moyen de ladite sphère est compris entre 2 nm et 100 nm.
L'invention concerne donc un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice à partir d'au moins un tétra-alcoxy- silane, de nanoparticules, dites nanoparticules métalliques, comprenant une quantité d'au moins un métal de nombre d'oxydation nul, d'une composition catalytique d'hydrolyse, d'un milieu solvant liquide, et d'eau, de façon à obtenir une hydrolyse/condensation permettant d'enrober les nanoparticules métalliques de silice, caractérisé en ce que : - le milieu solvant liquide est constitué d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé des solvants organiques non alcooliques,
- on choisit des conditions réactionnelles de sorte que les nanoparticules métalliques enrobées de silice obtenues présentent une aimantation, et que la différence entre la valeur d'aimantation (à saturation) des nanoparticules métalliques enrobées de silice obtenues et la valeur d'aimantation (à saturation) des nanoparticules métalliques de départ est inférieure à 15%.
Les inventeurs ont observé que l'utilisation d'un milieu solvant liquide constitué d'au moins un solvant organique non alcoolique, et par conséquence non aqueux, permet de limiter la quantité d'eau présente dans le milieu réactionnel, à celle strictement nécessaire à la réaction d'hydrolyse/condensation. On évite ainsi l'oxydation des nanoparticules métalliques préalablement à la réaction d'enrobage par la silice. En conséquence, dès lors que les autres conditions réactionnelles sont choisies de façon appropriée (pour éviter un contact direct entre l'eau et la surface métallique des nanoparticules avant enrobage) l'utilisation d'un tel milieu solvant liquide permet de préparer des nanoparticules métalliques enrobées de silice sensiblement exemptes de métal oxydé, et dont la différence entre la valeur d'aimantation des nanoparticules métalliques enrobées de silice et la valeur d'aimantation des nanoparticules métalliques de départ est inférieure à 15% de la valeur d'aimantation des nanoparticules métalliques de départ. Particulièrement, ladite différence est comprise entre 0,5% et 5%. Notamment, les propriétés magnétiques des nanoparticules métalliques enrobées de silice sont sensiblement indiscernables des propriétés magnétiques des nanoparticules métalliques de départ, à l'incertitude sur la mesure de la valeur d'aimantation près.
L'utilisation d'un tel milieu solvant liquide permet aussi de préparer des nanoparticules métalliques enrobées de silice qui soient directement utilisables, en suspension dans ledit milieu solvant liquide, pour des étapes ultérieures de modification par voie chimique, notamment des étapes ultérieures de modification chimique de la surface extérieure desdites nanoparticules métalliques, et particulièrement des étapes ultérieures de greffage de motifs de reconnaissance à la surface extérieure desdites nanoparticules métalliques. Les inventeurs ont aussi observé que l'utilisation d'un milieu solvant liquide constitué d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé des
solvants organiques non alcooliques permet la solubilisation du(es) tétra-alcoxy- silane(s), du catalyseur d'hydrolyse, de l'eau et permet en outre la mise en suspension des nanoparticules métalliques.
Ainsi, avantageusement et selon l'invention, on réalise la réaction d'hydrolyse/condensation du(des) tétra-alcoxy-silane(s) de façon à empêcher l'oxydation des nanoparticules métalliques par un contact direct de ladite quantité d'eau avec la surface extérieure desdites nanoparticules métalliques. Pour ce faire, de nombreuses variantes de réalisation sont possibles. Dans une première variante, on réalise la réaction en deux étapes successives, dont la première permet l'hydrolyse et la diminution sensible de la quantité d'eau, en l'absence des nanoparticules métalliques. Dans une deuxième variante, on utilise une composition d'additifs hydroprotecteurs appropriée pour former un revêtement protecteur autour des nanoparticules apte à limiter ou empêcher ladite oxydation directe des nanoparticules métalliques. Ces deux variantes peuvent être combinées, et d'autres variantes sont possibles permettant de préserver les propriétés magnétiques initiales des nanoparticules métalliques.
Ainsi, dans une première variante, l'invention concerne donc un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice à partir d'au moins un tétra-alcoxy-silane, de nanoparticules, dites nanoparticules métalliques, comprenant une quantité d'au moins un métal de nombre d'oxydation nul, d'une composition catalytique d'hydrolyse, d'un milieu solvant liquide, et d'eau, de façon à obtenir une hydrolyse/condensation permettant d'enrober les nanoparticules métalliques de silice, caractérisé en ce que :
- le milieu solvant liquide est constitué d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé des solvants organiques non alcooliques,
- dans une première étape, on prépare une solution, dite solution d'hydrolyse, contenant une quantité d'eau, une quantité de tétra-alcoxy- silane(s), la composition catalytique d'hydrolyse et une quantité du milieu solvant liquide, puis dans une étape ultérieure, on ajoute ladite solution d'hydrolyse à une suspension contenant les nanoparticules métalliques en suspension dans une quantité du milieu solvant liquide.
Les inventeurs ont ainsi observé que le fait de réaliser la réaction d'hydrolyse/condensation en deux étapes successives, la première étape conduisant à l'hydrolyse du tétra-alcoxy-silane, dans un solvant organique non alcoolique, en présence d'une composition catalytique d'hydrolyse, et d'une quantité d'eau, c'est-à-dire en réalisant ladite hydrolyse du tétra-alcoxy-silane en l'absence des nanoparticules métalliques, permet de pallier l'oxydation desdites nanoparticules métalliques.
Ainsi, le fait de réaliser la réaction d'hydrolyse/condensation en deux étapes, comprenant une première étape d'hydrolyse du(des) tétra-alcoxy- silane(s), en présence d'une quantité d'eau et d'un milieu solvant liquide, en présence d'une composition catalytique d'hydrolyse, permet d'obtenir, à l'issue de cette étape d'hydrolyse, et après un temps de réaction suffisamment long, une solution contenant une quantité de dérivés silanol réactifs, mais aussi sensiblement dépourvue d'eau. Ainsi le contact de ladite solution comprenant lesdits dérivés silanol réactifs avec les nanoparticules métalliques ne conduit pas à l'oxydation desdites nanoparticules métalliques qui conservent leurs propriétés magnétiques.
L'utilisation d'une composition catalytique d'hydrolyse au cours de la première étape de la réaction d'hydrolyse/condensation permet de réduire sensiblement le temps nécessaire à l'hydrolyse du(es) tétra-alcoxy-silane(s) en dérivé silanol lors de la première étape de la réaction. Ainsi, l'hydrolyse rapide et sensiblement complète du(es) tétra-alcoxy-silane(s) lors de la première étape, permet d'éviter la condensation des dérivés silanol entre eux, notamment au cours de la première étape de la réaction, et permet en outre de mélanger la préparation contenant une quantité efficace de silanol, avec la suspension de nanoparticules métalliques, pour l'enrobage des nanoparticules métalliques.
Ainsi, dans cette première variante, un procédé selon l'invention, est réalisé en dissociant l'étape d'hydrolyse et donc de consommation de la quantité d'eau initiale apportée, et l'étape de condensation des dérivés silanol sur les nanoparticules métalliques, ce qui permet d'empêcher l'oxydation des nanoparticules métalliques par un contact direct de ladite quantité d'eau avec lesdites nanoparticules métalliques.
Avantageusement dans un procédé selon la première variante de l'invention, le rapport molaire de la quantité d'eau/la quantité de tétra-alcoxy- silane(s) est inférieur à 3, notamment égal à 2. Les inventeurs ont observé qu'un tel rapport molaire est, de façon surprenante, suffisant pour permettre un enrobage efficace des nanoparticules métalliques, mais aussi suffisamment faible pour permettre la diminution sensible, au bout d'un temps suffisamment long, de la quantité d'eau libre dans le milieu réactionnel au cours de la première phase d'hydrolyse de la réaction d'hydrolyse/condensation. Cette diminution sensible de la quantité d'eau libre dans le milieu réactionnel permet, en particulier, la conservation des propriétés magnétiques des nanoparticules métalliques enrobées de silice.
De façon encore plus surprenante, les inventeurs ont observé que malgré une quantité d'eau initiale inférieure à la quantité stœchiométrique d'hydrolyse de chaque substituant alcoxy-silane du(des) tétra-alcoxy-silane(s), la réaction ultérieure de polycondensation, des dérivés silanol avec les nanoparticules métalliques, et des dérivés silanol entre eux, dans un milieu solvant liquide non alcoolique, est très efficace. Une explication possible de ce résultat surprenant serait que la réaction de polycondensation générerait in situ, par déshydratation, une quantité d'eau additionnelle suffisante, apte à permettre l'hydrolyse additionnelle de substituants alcoxy-silane(s) du(des) tétra-alcoxy-silane(s) en dérivés silanol. Cette production d'une quantité d'eau additionnelle, in situ, permettrait l'hydrolyse de substituants alcoxy-silane(s) du(des) tétra-alcoxy- silane(s) en silanol, sans toutefois conduire à l'oxydation du matériau métallique (métal ou alliage de métaux) constitutif des nanoparticules métalliques.
Avantageusement dans un procédé selon la première variante de l'invention, on utilise une quantité molaire initiale d'eau Qe telle que le rapport
T Qe
Ny
RA 1 est le rayon atomique du métal i, Rm est le rayon moyen des nanoparticules métalliques, M 1 est la masse molaire du métal i, n, est le nombre d'éléments chimiques métalliques constituants les nanoparticules, est inférieur à 20, particulièrement compris entre 5 et 16, notamment sensiblement proche de 13.
Le nombre Ns est un nombre indicatif du nombre de sites métalliques, de nombre d'oxydation nul, accessibles en surface des nanoparticules métalliques permettant de prendre en considération, toutes choses étant égales par ailleurs, les variations de surface, selon la taille des nanoparticules métalliques.
Ainsi, les inventeurs ont observé qu'un tel rapport T i inférieur à 20, particulièrement compris entre 5 et 16, notamment sensiblement proche de 13, permet d'obtenir des nanoparticules métalliques enrobées de silice de grande qualité et dont les propriétés magnétiques sont comparables aux propriétés magnétiques des nanoparticules métalliques initiales non enrobées.
Les conditions d'obtention de nanoparticules métalliques enrobées de silice à propriétés magnétiques conservées dépendent, en effet, de la proportion de métal, de nombre d'oxydation nul, effectivement accessible à l'eau, et donc de la surface spécifique et donc de la taille des nanoparticules métalliques.
Dans une deuxième variante, l'invention concerne un procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice à partir d'au moins un tétra-alcoxy-silane, de nanoparticules, dites nanoparticules métalliques, comprenant une quantité d'au moins un métal de nombre d'oxydation nul, d'une composition catalytique d'hydrolyse, d'un milieu solvant liquide, et d'eau, de façon à obtenir une hydrolyse/condensation permettant d'enrober les nanoparticules métalliques de silice, caractérisé en ce que :
- le milieu solvant liquide est constitué d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé des solvants organiques non alcooliques, - on mélange les nanoparticules métalliques, une quantité du milieu solvant liquide, la composition catalytique d'hydrolyse, une composition, dite
composition d'additifs hydroprotecteurs, comprenant au moins un composé, dit composé hydroprotecteur, o susceptible de former, par greffage sur un atome métallique surfacique, une fonction chimique -O-A, A étant un élément chimique distinct de l'hydrogène, o ladite fonction chimique étant stable en présence d'eau, mais réactive au greffage de silice, o la cinétique de greffage dudit composé hydroprotecteur sur un atome métallique de nombre d'oxydation nul étant plus rapide que la cinétique d'oxydation dudit atome métallique de nombre d'oxydation nul par l'eau, puis on ajoute à ce mélange une quantité de tétra-alcoxy-silane(s) et ladite quantité d'eau.
Les inventeurs ont ainsi observé que le fait de réaliser la réaction d'hydrolyse/condensation en une étape unique d'hydrolyse et de condensation, dans un milieu solvant constitué d'au moins un solvant organique, non alcoolique, en présence de nanoparticules métalliques, d'une composition catalytique d'hydrolyse, et d'une composition d'additifs hydroprotecteurs, et en ajoutant dans ce milieu réactionnel préalablement préparé, la quantité d'eau et la quantité de tétra-alcoxy-silane(s) permet d'éviter l'oxydation desdites nanoparticules métalliques par l'eau initiale. En particulier, les nanoparticules métalliques obtenues présentent des propriétés magnétiques qui sont sensiblement identiques à celles des nanoparticules métalliques de départ.
Bien qu'aucune explication claire ne puisse être donnée à ce résultat surprenant, les inventeurs pensent qu'une telle composition d'additifs hydroprotecteurs permet la formation d'oxyde métallique sacrificiel, en surface des nanoparticules métalliques, empêchant l'oxydation des nanoparticules métalliques par contact direct avec l'eau, et ne modifiant pas sensiblement les propriétés magnétiques des nanoparticules métalliques obtenues. Dans les conditions de mise en œuvre d'un procédé selon la deuxième variante de l'invention, la vitesse de la réaction de greffage des composés
hydroprotecteurs sur les nanoparticules métalliques est en effet supérieure à la vitesse de la réaction d'oxydation de la surface des nanoparticules métalliques par l'eau.
De plus, dans ces mêmes conditions, la vitesse de la réaction d'oxydation de la surface des nanoparticules métalliques par l'eau est du même ordre de grandeur que la vitesse de la réaction de greffage du tétra-alcoxy-silane sur la surface des nanoparticules métalliques.
Il en résulte que le mélange simultané, lors de la mise en œuvre d'un procédé selon la deuxième variante de l'invention, du milieu solvant liquide choisi dans le groupe formé des solvants organiques non alcooliques, des nanoparticules métalliques, de la composition catalytique d'hydrolyse, et de la composition d'additifs hydroprotecteurs conduit principalement et rapidement à la formation d'une liaison entre le composé hydroprotecteur et le métal, formant ainsi de l'oxyde sacrificiel protecteur à la surface des nanoparticules métalliques, et empêchant l'oxydation des nanoparticules métalliques par l'eau libre présente dans le milieu réactionnel.
Les composés hydroprotecteurs sont des composés susceptibles de former par greffage, sur les atomes métalliques surfaciques (des nanoparticules métalliques) de nombre d'oxydation nul, une fonction chimique -O- A, où A est un élément chimique distinct de l'hydrogène. Les composés hydroprotecteurs selon l'invention ne peuvent pas former par greffage, sur les atomes métalliques surfaciques, des fonctions chimiques -OH, susceptibles de modifier les propriétés magnétiques des nanoparticules.
La fonction chimique -O- A est stable en présence d'eau, c'est- à-dire qu'elle n'est pas rompue en présence d'eau et protège le métal des nanoparticules métalliques d'une oxydation par l'eau.
La fonction chimique -O-A est réactive au greffage de silice en cela qu'elle permet l'établissement ultérieur de liaisons covalentes avec la silice d'enrobage des nanoparticules métalliques. Ainsi, dans cette deuxième variante d'un procédé selon l'invention, on réalise une oxydation très partielle et parfaitement maîtrisée, par une
composition d'additifs hydroprotecteurs, d'une épaisseur limitée des nanoparticules métalliques, ladite épaisseur limitée de métal oxydé empêche le contact direct de ladite quantité d'eau initiale avec lesdites nanoparticules métalliques, et préservant ainsi de l'oxydation la partie principale du cœur des nanoparticules métalliques qui reste non oxydé.
Avantageusement, dans un procédé selon la deuxième variante de l'invention, on utilise une quantité molaire initiale d'eau Qe telle que le rapport
Q e T i = — , Ns étant donné par la formule (1) ci-dessus, est inférieur à 120,
Ny particulièrement compris entre 30 et 50, notamment proche de 39. Une telle valeur du rapport T i permet, de façon surprenante, d'empêcher l'oxydation des nanoparticules métalliques.
Avantageusement et selon l'invention, au moins un composé hydroprotecteur est choisi pour que A appartienne au groupe formé du bore, de l'aluminium, du plomb, du calcium, du magnésium, du baryum, du sodium, du potassium, du fer, du zinc, du manganèse, du silicium et du phosphore.
En particulier, l'utilisation d'un tel composé hydroprotecteur permet de former avec les sites métalliques de surface des nanoparticules métalliques, de l'oxyde, dit oxyde sacrificiel, empêchant le contact direct de l'eau avec ces sites métalliques. En particulier, la cinétique de formation de cet oxyde sacrificiel est plus rapide que la cinétique d'oxydation des nanoparticules métalliques par l'eau.
En outre, un tel composé protecteur permet de préserver les nanoparticules métalliques de l'oxydation par l'eau, mais permet aussi d'introduire, dans la couche de silice formée par hydrolyse condensation du tétra-alcoxy-silane, des éléments atomiques susceptibles de moduler les propriétés fonctionnelles des nanoparticules enrobées de silice. En effet, les composés hydroprotecteurs, susceptibles de former par greffage, sur un atome métallique surfacique (des nanoparticules métalliques) et de nombre d'oxydation nul, une fonction chimique - O-A, où A est un élément chimique distinct de l'hydrogène, sont en outre et
avantageusement susceptibles de former par greffage, sur la silice, une fonction chimique similaire -O-A.
Avantageusement, dans un procédé selon la deuxième variante de l'invention, au moins un composé hydroprotecteur est choisi dans le groupe formé :
- des éléments A,
- des composés comprenant au moins une fonction de formule R-A-, R étant choisi dans le groupe formé des substituants hydrocarbonés aliphatiques, des benzyles, des tolyles, des phényles et des méthoxy-phényles, - des composés comprenant au moins une fonction de formule R-O-A-, R étant choisi dans le groupe formé des substituants hydrocarbonés aliphatiques, des benzyles, des tolyles, des phényles et des méthoxy- phényles et,
- des composés comprenant au moins une fonction hydroxyle de formule HO-A-.
Avantageusement, dans un procédé selon la deuxième variante de l'invention, on utilise une quantité molaire de composés hydroprotecteurs Qch
Qch telle que le rapport! 2 = , Ns étant donné par la formule (1) ci-dessus, est
Ny compris entre 1/10 et 10, notamment compris entre 1/10 et 3, particulièrement de l'ordre de 1.
Avantageusement, dans un procédé selon la deuxième variante de l'invention, on utilise l'acide phosphorique à titre de composé hydroprotecteur. Ainsi, avantageusement et selon l'invention, ladite composition d'additifs hydroprotecteurs est une composition d'acide phosphorique. Les inventeurs ont observé que l'addition, dans un milieu réactionnel selon la deuxième variante de l'invention, d'une quantité d'acide phosphorique comme composé hydroprotecteur, permet d'obtenir des nanoparticules métalliques enrobées de silice présentant une aimantation, et dont la différence entre la valeur d'aimantation des nanoparticules métalliques enrobées de silice obtenues et la valeur d'aimantation des nanoparticules métalliques de départ est inférieure à 15%.
Avantageusement, dans un procédé selon l'invention (dans les deux variantes susmentionnées), on réalise une extraction des gaz du milieu solvant liquide, du(des) tétra-alcoxy-silane(s), de la composition catalytique d'hydrolyse et de l'eau, préalablement à la mise en contact dudit milieu solvant liquide, du(es) tétra-alcoxy-silane(s), de la composition catalytique d'hydrolyse et de l'eau avec les nanoparticules métalliques.
Les inventeurs ont observé que l'extraction des gaz -notamment de l'oxygène dissout- des milieux liquides -notamment du milieu solvant liquide, de l'eau et du tétra-alcoxy-silane- introduits dans le milieu réactionnel permet, en particulier, d'obtenir des nanoparticules métalliques dont les propriétés magnétiques sont préservées.
En particulier, l'extraction des gaz peut être obtenue par diminution de la pression de l'air à l'intérieur du récipient contenant les liquides à dégazer (extraction des gaz), puis par retour à la pression atmosphérique en introduisant, dans le récipient, un gaz inerte. Par exemple, on procède à l'élimination des gaz notamment en diminuant la pression à l'intérieur du récipient contenant les liquides à dégazer (extraction des gaz), lesdits liquides à dégazer étant sous une forme congelée solide.
Avantageusement, dans un procédé et selon l'invention (dans les deux variantes susmentionnées), les nanoparticules métalliques comprennent au moins un métal choisi dans le groupe formé des métaux présentant un potentiel standard d'oxy do-réduction inférieur à 0 V, notamment compris entre -0,5 V et -0,2 V.
Avantageusement et selon l'invention, les nanoparticules métalliques comprennent au moins un métal choisi dans le groupe formé du fer, du cobalt, du nickel et du manganèse. En particulier, les nanoparticules métalliques comprennent au moins un alliage métallique formé à partir de métaux magnétiques et présentant un potentiel standard d'oxy do-réduction compris entre -0,5 V et -0,2 V, notamment le fer, le cobalt, le nickel et le manganèse. Tel est le cas des nanoparticules métalliques d'alliage Fe/Co présentées dans les exemples. Cependant, rien n'empêche d'utiliser des nanoparticules métalliques comprenant un
alliage métallique d'au moins un métal magnétique présentant un potentiel standard d'oxydo-réduction compris entre -0,5 V et -0,2 V, notamment le fer, le cobalt, le nickel et le manganèse, et d'un élément choisi dans le groupe formé du bore, du carbone, de l'aluminium, du silicium, du phosphore, du soufre, du titane, du vanadium, du chrome, du manganèse, du cuivre, du gallium, du germanium, du zirconium, du niobium, du molybdène, du rhodium, du palladium, de l'indium, de l'étain, de l'antimoine, du praséodyme, du néodyme, du tungstène, du platine et du bismuth. Toutefois, la proportion d'un tel métal dans l'alliage métallique constituant les nanoparticules métalliques est choisie pour permettre de conserver sensiblement, dans l'alliage métallique formé, les propriétés magnétiques du métal présentant un potentiel standard d'oxydo-réduction compris entre - 0,5 V et - 0,2 V.
Avantageusement et selon l'invention, le(s) tétra-alcoxy- silane(s) a(ont) pour formule générale Si(OR 1 )(OR 2 )(OR 3 )(OR 4 ), où R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , sont choisis dans le groupe formé des groupements hydrocarbonés aliphatiques. Avantageusement et selon l'invention, le(s) tétra-alcoxy- silane(s) présente(nt) un nombre d'atomes de carbone inférieur à 17. En effet, les inventeurs ont observé que les tétra-alcoxy-silanes ayant un nombre d'atomes de carbone inférieur à 17 présentent une vitesse de réaction d'hydrolyse suffisamment élevée pour permettre la préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice dont les propriétés magnétiques sont conservées par rapport aux nanoparticules métalliques de départ. En outre, ils ont observé que les tétra-alcoxy- silanes ayant un nombre d'atomes de carbone inférieur à 17 présentent, dans les conditions opératoires de l'invention, une vitesse de réaction d'hydrolyse supérieure à la vitesse d'oxydation des nanoparticules métalliques par l'eau. Ainsi, dans un procédé selon l'invention, la quantité d'eau initiale permet l'hydrolyse du(des) tétra- alcoxy-silane(s) ayant un nombre d'atomes de carbone inférieur à 17 sans dégrader significativement les propriétés magnétiques des nanoparticules métalliques enrobées de silice.
Avantageusement et selon l'invention, le(s) tétra-alcoxy- silane(s), est(sont) choisi(s) dans le groupe formé du tétra-méthoxy-silane et du tétra-éthoxy-silane.
Avantageusement et selon l'invention, le milieu solvant liquide est composé d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé des solvants aprotiques polaires, notamment des solvants cétoniques et des solvants éthérés.
Avantageusement et selon l'invention, le milieu solvant liquide est composé d'au moins un solvant choisi dans le groupe formé du tétrahydrofurane et du diméthoxyéther. Dans un procédé selon l'invention, on choisit avantageusement un milieu solvant liquide qui est parfaitement miscible avec ladite quantité d'eau initiale, de telle sorte que le mélange de ladite quantité d'eau initiale dans le milieu solvant liquide, forme une solution vraie. Avantageusement et selon l'invention, on réalise la réaction dans un récipient fermé hermétiquement et sous atmosphère d'un gaz inerte, ledit gaz inerte étant choisi dans le groupe formé de l'argon, de l'hélium et de l'azote.
Avantageusement et selon l'invention, ladite composition catalytique d'hydrolyse comprend au moins une aminé, notamment une aminé primaire aliphatique.
Avantageusement et selon l'invention, ladite composition catalytique d'hydrolyse comprend au moins une aminé choisie dans le groupe formé de la butylamine, de l'octylamine, de la dodécylamine et de l'hexadécy lamine.
Avantageusement et selon l'invention, les nanoparticules métalliques sont préparées dans une quantité dudit milieu solvant liquide.
L'invention concerne aussi des nanoparticules métalliques enrobées de silice obtenues par un procédé selon l'invention, caractérisées en ce que les nanoparticules métalliques enrobées de silice présentent une proportion atomique inférieure à 15 % de métal, dit métal oxydé, dont le nombre d'oxydation est supérieur à 0.
L'invention concerne également un procédé de fabrication de nanoparticules métalliques enrobées de silice caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées
représentant des modes de réalisation préférentiels de l'invention, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles :
- la figure 1 est un schéma synoptique de synthèse illustrant l'une des variantes du procédé selon l'invention, - les figures 2a et 2c sont des clichés de microscopie électronique de nanoparticules métalliques, les figures 2b et 2d sont des courbes d'aimantation de nanoparticules métalliques, caractérisant un procédé selon la première variante de l'invention,
- les figures 3a et 3c sont des clichés de microscopie électronique de nanoparticules métalliques, les figures 3b et 3d sont des courbes d'aimantation de nanoparticules métalliques, caractérisant un procédé selon la deuxième variante de l'invention.
Exemple 1 : réaction en une étape
On prépare préalablement des nanoparticules métalliques d'alliage Fe/Co, selon le procédé décrit dans US 2005/0200438. En pratique, on dissout, par agitation mécanique, 282,45 mg d'acide oléique, 241 mg d'hexadécylamine (Fluka, Saint-Quentin-Fallavier, France) dans 50 mL de mésitylène fraîchement distillé et dégazé par congélation/extraction sous vide pendant 20 min. On ajoute la solution d'acide oléique dans le mésitylène, dans un récipient de type réacteur de Fischer-Porter, contenant 276 mg de précurseur de cobalt (Co(COD) 2 , Nanomeps, Toulouse, France) et 270 μL de précurseur de fer, (Fe(CO) 5 , Aldrich, Saint-Quentin-Fallavier, France), et on chauffe le milieu réactionnel à une température de 15O 0 C sous une pression de 3000 hPa pendant 48 h. On mesure, avant enrobage, au moyen d'un magnétomètre
SQUID, l'aimantation des nanoparticules métalliques à 25 0 C et on observe par microscopie électronique à transmission (MET), la forme et la taille des nanoparticules métalliques. La courbe de magnétisation est présentée en figure 2b et le cliché de MET obtenu est présenté en figure 2a. La valeur de l'aimantation à saturation des nanoparticules métalliques en suspension dans le tétrahydrofurane (THF, SDS, Peypin, France) avant enrobage, calculée à partir de la courbe de
saturation magnétique (figure 2b) et d'analyses élémentaires, est de 130 unités électromagnétiques par gramme de nanoparticules (emu/g). La distribution en taille des nanoparticules métalliques est homogène et la taille moyenne est de 14,3 nm.
Dans un réacteur en verre hermétique aux gaz, notamment un tube de Schlenk, on introduit sous atmosphère inerte d'argon, 20 mg de nanoparticules d'alliage Fe/Co, telles que préparées ci-dessus et comprenant 4 mg de ligand organique (hexadécylamine et acide oléique), 7,6 mg de fer et 8,4 mg de cobalt, ainsi que 4 mL de THF fraîchement purifié par distillation et dégazé, 65 mg d'hexadecylamine. Après homogénéisation, on ajoute dans le réacteur, en préservant l'atmosphère inerte, 2,65 mg d'acide phosphorique (H 3 PO 4 , Aldrich, Saint-Quentin- Fallavier, France) en solution dans 1 mL de THF.
On ajoute ensuite, sous atmosphère inerte, dans le réacteur, 60 μL de tétra-éthoxy-silane (TEOS, Alfa-Aesar, Karlsruhe, Allemagne), et 14 μL d'eau dégazée mélangés dans 3 mL de THF préalablement distillé et dégazé. On laisse le mélange sous agitation pendant 170 h. Dans ces conditions, la proportion molaire entre l'alliage Fe/Co, le TEOS, l'hexadécylamine et l'eau est de 1/1/1/3. De plus, le rapport molaire entre l'alliage Fe/Co et l'acide phosphorique est de 10.
On mesure, après réaction, l'aimantation des nanoparticules métalliques à 25 0 C et on observe par microscopie électronique à transmission (MET), la forme et la taille des nanoparticules enrobées de silice. La courbe de magnétisation est présentée sur la figure 2d et le cliché de MET obtenu est présenté sur la figure 2c. La valeur de l'aimantation à saturation des nanoparticules métalliques en suspension dans le THF avant enrobage, calculée à partir de la courbe de saturation magnétique (figure 2d) et d'analyses élémentaires, est de 130 emu/g de nanoparticules métalliques, qui est de valeur équivalente à celle des particules métalliques non enrobées. Le diamètre moyen des nanoparticules métalliques enrobées de silice est de 17,9 nm, sensiblement supérieur au diamètre des nanoparticules métalliques de départ. Dans cet exemple, la valeur de T i est de 39 et la valeur de T 2 est de 1,4. Exemple 2 : réaction en deux étapes
Dans un réacteur en verre hermétique aux gaz, notamment un tube de Schlenk, on prépare une suspension 1 comme présenté figure 1. Pour ce faire, on introduit 20 mg de nanoparticules d'alliage Fe/Co, préalablement préparées selon le procédé présenté ci-dessus dans l'exemple 1, et décrit dans US 2005/0200438, et comprenant 4 mg de ligand organique (hexadécylamine et acide oléique), 7,6 mg de fer et 8,4 mg de cobalt, ainsi que 4 mL de THF fraîchement distillé et dégazé, 6,8 μL de butylamine (Aldrich, Saint-Quentin-Fallavier, France). On obtient par agitation mécanique, une suspension 2 homogène.
On mesure, avant enrobage, au moyen d'un magnétomètre SQUID l'aimantation des nanoparticules métalliques à 25 0 C et on observe par microscopie électronique à transmission (MET), la forme et la taille des nanoparticules telles qu'utilisées dans l'exemple. La courbe de magnétisation est présentée en figure 3b et le cliché de MET obtenu est présenté en figure 3a. La valeur de l'aimantation à saturation des nanoparticules métalliques en suspension dans le THF avant enrobage, calculée à partir de la courbe de saturation magnétique (figure 3b) et d'analyses élémentaires, est de 180 unités électromagnétiques par gramme de nanoparticules (emu/g). Le diamètre moyen des nanoparticules métalliques est de 14,3 nm.
Dans une ampoule en verre, compatible avec une entrée hermétique aux gaz du réacteur en verre (tube de Schlenk), on prépare la solution 3 en mélangeant sous atmosphère d'argon, 2 mL de THF dégazé par congélation/extraction sous vide avec 30 μL de TEOS et 4,86 μL d'eau dégazée par congélation/extraction sous vide selon un rapport molaire eau/TEOS égal à 2. Après une heure d'agitation mécanique (type vortex) à une température de 25 0 C, on obtient la solution 4. On ajoute, toujours sous atmosphère inerte, la solution 4 dans le réacteur en verre contenant la suspension dégazée 2 de nanoparticules métalliques dans le THF. Dans ces conditions, la proportion molaire d'alliage Fe/Co, du TEOS, de la butylamine et de l'eau dans le mélange réactionnel est de 2/1/0,5/2. On laisse le mélange réactionnel 5 sous agitation à 25 0 C pendant environ 170 h. On obtient le produit final 6.
On mesure, à 25 0 C, l'aimantation des nanoparticules métalliques enrobées de silice ainsi obtenues dans le milieu 6 et on observe par microscopie électronique à transmission (MET), la forme et la taille desdites nanoparticules métalliques. La courbe de magnétisation est présentée en figure 3d et le cliché de MET obtenu est présenté en figure 3c. La valeur de l'aimantation à saturation des nanoparticules métalliques en suspension dans le THF avant enrobage, calculée à partir de la courbe de saturation magnétique (figure 3d) et d'analyses élémentaires, est de 179 emu/g de nanoparticules métalliques, qui est de valeur sensiblement équivalente à celle des nanoparticules métalliques non enrobées. Le diamètre moyen des nanoparticules métalliques enrobées de silice est de 17,2 nm, sensiblement supérieur au diamètre moyen des nanoparticules métalliques avant enrobage. Dans cet exemple, la valeur de T i est de 13.
Exemple 3 comparatif : réaction en une étape, sans adjonction d'acide phosphorique. On mesure, à 25 0 C, l'aimantation des nanoparticules métalliques obtenues selon un procédé tel que décrit plus haut. La valeur de l'aimantation à saturation de telles nanoparticules métalliques en suspension dans le THF, est de 179 emu/g de nanoparticules métalliques.
Dans un réacteur en verre hermétique aux gaz, notamment un tube de Schlenk, on introduit sous atmosphère inerte d'argon, 20 mg de nanoparticules d'alliage Fe/Co, telles que préparées ci-dessus et comprenant 4 mg de ligand organique (hexadécylamine et acide oléique), 7,6 mg de fer et 8,4 mg de cobalt, ainsi que 4 mL de THF fraîchement purifié par distillation et 6.5 mg d'hexadecylamine. On homogénéise la suspension par agitation mécanique pendant I h.
On ajoute ensuite, sous atmosphère inerte, dans le réacteur, 60 μL de TEOS, et 14 μL d'eau dégazée dans 2 mL de THF préalablement distillé et dégazé. On laisse le mélange sous agitation pendant 170 h.
Dans ces conditions, la proportion molaire entre l'alliage Fe/Co, le TEOS, l'hexadécylamine et l'eau est de 1/1/1/3, notamment identique à la proportion choisie dans l'exemple 1, mais sans acide phosphorique.
Après enrobage, on mesure, l'aimantation à 25 0 C des nanoparticules métalliques enrobées de silice ainsi obtenues. La valeur de l'aimantation à saturation des nanoparticules métalliques en suspension dans le THF après la procédure d'enrobage, est de 67 emu/g de nanoparticules métalliques, valeur qui est très nettement inférieure (62%) à la valeur de magnétisation avant le traitement d'enrobage.
En conséquence, ces exemples démontrent que le procédé de préparation de nanoparticules métalliques enrobées de silice selon la présente invention permet d'obtenir des nanoparticules enrobées de silice de grande qualité et présentant des propriétés magnétiques non seulement conservées par rapport aux nanoparticules métalliques initiales, mais aussi des propriétés magnétiques compatibles avec leurs applications industrielles en thérapeutique et en électronique.
Next Patent: AUTOMATIC SIMULTANEOUS INTERPRETATION SYSTEM