Nous présentons des procédés de fonctionnalisation de surface par assemblage dirigé de colloïdes en suspension. La motivation de ce projet est de montrer que des techniques simples fondées sur des phénomènes de démouillage de suspensions colloïdales permettent de diriger le dépôt de particules sur des surfaces structurées, de façon déterministe avec une résolution micrométrique. L'objectif de ces travaux est de développer une technique de structuration simple, polyvalente et utilisable en routine. Deux verrous technologiques majeurs ont été levés : d'une part l'optimisation des paramètres d'assemblage a permis d'étendre considérablement les vitesses d'assemblage et d'autre part, l'optimisation des structures de capture à rendu possible le multiplexage des dépôts et la création de réseaux imbriqués de particules de types différents. Ce processus a été appliqué avec succès à des particules magnétiques. Ces particules fixées à la surface peuvent servir de points d'ancrage pour des colonnes magnétiques. Plusieurs exemples d'applications telles que la capture de cellules au sein de liquides biologiques, la fabrication de micro-flagelles artificielles, ou de micro-capteurs de force ont été développées. Ces techniques ont également été adaptées pour l'assemblage de cellules, de levures et de bactéries sur des surfaces. Cela a conduit au développement de substrats de capture et de mise en culture permettant la création de réseaux constitués de plusieurs types de cellules précisément localisées.

The electrostatic layer-by-layer (LbL) self-assembly of polyelectrolyte’s has shown applications in thin film coatings, micro patterning, nano-bioreactors and capsules for drug delivery. The film architecture can be precisely designed and controlled to nanometer scale precision with a range from 5 nm to a few microns. Both in vitro and in vivo studies indicate potential applications in biology, pharmaceutics, medicine, and other biomedical areas. This thesis work focused on the design and development of protocols to fabricate polyelectrolyte multi-layer patterns on a variety of substrates such as glass, metals and plastics such as acrylic and polycarbonate. The micro-scale polyelectrolyte patterns have applications in the creation of DNA, protein or cell based microarrays. This work also demonstrated the use of polyelectrolyte multi-layers in the enhancement of fluorescence signals from fluorophore-tagged molecules captured within the multi-layers. In-situ measurements using Fiber Bragg Gratings were carried out to study the kinetics of adsorption and desorption of polyelectrolytes participating in the layer buildup process under different process environmental conditions.