Philosophiae Doctor - PhD / Organic and inorganic pollutants are two broad classes of pollutants in the environment with their main sources from waste waters that are indiscriminately dumped from chemical related industries. Among the organic pollutants are dyes that come as effluents from the textile industries. Toxic metals are the main inorganic pollutants with their sources from industries such as mining, electroplating, batteries etc. The presence of both classes of pollutants in the aquatic environment poses a serious threat to aquatic organisms and humans who depend on these waters for domestic purpose. Therefore, this research focused on the fabrication of materials and designing of methods for removal of both classes of pollutants from their aqueous solutions.

The diploma thesis was focused on the preparation and characterization of nanoparticles and nanofibres with active substances from chosen herbs with the aim to apply this materials to the products against acne. Various types of extracts were tested on the content of polyphenols, flavonoids and antioxidation activity. These extracts were encapsulated to the liposomes and fibres of polyhydroxybutyrate. Prepared liposomes and fibres were tested mainly on antioxidation activity and antimicrobial activity against the strain Propionibacterium acnes. Then, liposomes were applied to cosmetic emulsions. These creams reported high antioxidation activity and excellent stability determined by analytical centrifugation. Prepared nanofibres also reported high antioxidation activity and antimicrobial effect as well. Finally, particles and fibres were tested in contact with human cells. In appropriate concentration, there was no cytotoxic effect and tested materials can be used in applications on problems with acne.

Les nanofibres de gel de silice sont un matériau récemment découvert dont les applications techniques n'ont pas été encore explorées. La dimension des pores, de l'ordre du nanomètre, ainsi que la grande surface spécifique font de ces nanofibres un matériau de choix intéressant comme support catalytique. Le présent projet de maîtrise a permis d'approfondir les connaissances et la réactivité des nanofibres dans le domaine de l'imprégnation de métaux de transition. Il a été possible de déposer, de façon ferme et permanente, des métaux à potentiel catalytique tels que l'argent, le cuivre et le fer. Il a aussi été démontré que ces nanofibres fonctionnalisées avec des métaux catalysent l'oxydation du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone. Les nanofibres de gel de silice ont été imprégnées de métaux de transition selon deux méthodes : l'imprégnation aqueuse et l'imprégnation gazeuse. Les produits imprégnés ont été analysés à l'aide de diverses techniques et le mécanisme de fixation du fer a fait l'objet d'une étude plus poussée.

Yes / Owing to their small size, good wettability, uniform dispersion ability and high thermal properties, the nickel-plated carbon nanotubes (Ni-CNTs) with different aspect ratios are used to reinforce reactive powder concrete (RPC) through modifying the nano/micro- structural units of concrete. Incorporating only 0.075 vol% of Ni-CNTs (0.03 vol% of CNTs) can significantly increase mechanical properties of RPC. The enhancement effect on compressive strength caused by the incorporation of Ni-CNTs with aspect ratio of 1000 reaches 26.8%/23.0 MPa, mainly benefiting from the high polymerization C-S-H gels, low porosity, and refined pore structure. The 33.5%/1.92 MPa increases of flexural strength can be attributed to the decrease of large pore, original cracks, molar ratio of CaO to SiO2, and gel water content when Ni-CNTs with aspect ratio of 125 are added. Ni-CNTs with aspect ratio of 1500 have the largest utilization rate of being pulled-out, resulting from the improvement of dispersibility and the pining effect of nickel coating and then leading to the increased toughness. Therefore, incorporating Ni-CNTs can fundamentally modify the nano/micro- scale structural nature of RPC, providing a bottom-up approach for controlling the properties of RPC. / Funding supported from the National Science Foundation of China (51908103 and 51978127) and the China Postdoctoral Science Foundation (2019M651116).

Ce travail de recherche traite de l’optimisation et de la modélisation de nanofibres obtenues par filage électrostatique pour des applications techniques en tant que, a) cellules résistives pour génération de chaleur et b) couche ultra filtrante pour système de protection respiratoire. Afin d’intégrer ces matériaux nanofibreux aux applications visées, deux procédés de production ont été mis en oeuvre, à savoir mono-aiguille et multijets. Une étude statistique a été réalisée pour modéliser et optimiser les non-tissés de nanofibres pour des productions à échelle laboratoire et semi-industrielle. L’outil statistique c’est révélé pertinent pour anticiper la morphologie des matériaux produits et assurer une homogénéité optimale. Les non-tissés présentant les caractéristiques morphologiques souhaitées ont été sélectionnés, testés, et les résultats ont révélé leur fort potentiel pour les champs applicatifs visés. Ces travaux valident deux pistes de recherche qui déboucheraient sur une intégration concrète de ces matériaux innovants. / Optimization and modelling of electrospun nanofibrous nonwovens and their technical applications, i-e heat generation and respiratory protection, were studied in this work. For utilization in these applications, nanowebs were statistically modelled and optimized using different electrospinning techniques i-e needle and needleless setups based on significance of these techniques for lab and bulk scale production of nanowebs. Moreover, quantitative impact of different electrospinning parameters was also observed. Statistical analysis was found to be a useful tool for study of electrospinning process and production of nanowebs with minimum defects. The optimized nanowebs were used for selected applications and based on results it was concluded that they can be a potential material for both, heat generation and respiratory protection. These observations are expected to initiate more focused studies in both the fields.

De nouveaux électrocatalyseurs avec nanofilm de platine pour la réaction de réduction de l'oxygène avec application dans des piles à combustible à membrane échangeuse de protons ont été développés. Ces catalyseurs comprennent des films minces de platine déposés sur des réseaux de nanofibres de carbone. Des supports de nanofibres de carbone et de nanobrosse ont été préparés par électrofilage suivi de traitements thermiques pour la stabilisation et la graphitisation. Une méthode innovante d’électrodéposition pulsée à surpotentiel élevé a été développée pour le dépôt de nanofilm de platine sur des supports de nanofibres de carbone et de nanobrosse, ainsi que sur du graphite pyrolytique hautement orienté dont la planéité permet de caractériser le dépôt avec microscopie à force et électronique. Ces approches ont conduit à des électrodes en nanofibres autosupportées avec une porosité qui a été accordée à un matériau de plus en plus dense d'un côté à l'autre, où le côté présentant la plus grande surface était utilisé pour déposer du platine. Les électrodes ont été caractérisées ex situ en utilisant voltampérométrie cyclique, en démontrant une activité plus élevée pour la réaction de réduction de l'oxygène et une durabilité contre des cycles de tension plus élevée que les catalyseurs classiques au platine sur carbone. Ces électrodes ont été assemblés directement avec une membrane et une anode et caractérisés in situ dans une pile à combustible. Des films minces de platine ont également été préparés à la surface des nanofibres de nickel en utilisant le nouvelle approche de l'échange galvanique assisté par micro-ondes ; divers paramètres expérimentaux ont été étudiés pour déterminer leur effet sur l'échange et la morphologie du platine. Les fibres de nickel@platine résultantes ont présenté une électroactivité élevée pour la réaction de réduction d'oxygène et ont été caractérisées comme des électrocatalyseurs non supportés à la cathode d'un assemblage d'électrodes à membrane; des travaux supplémentaires sont nécessaires pour les stabiliser contre la perte de nickel de l’électrocatalyseur vers l’électrolyte. / Novel platinum thin film electrocatalysts for the oxygen reduction reaction of proton exchange membrane fuel cells were developed. These catalysts comprise platinum thin films deposited on carbon nanofibrous webs. Carbon nanofibres and nanobrush supports were prepared by electrospinning followed by thermal treatments for stabilisation and graphitisation. An innovative pulsed high overpotential electrodeposition method was developed to deposit platinum thin films both on carbon nanofibre and nanobrush supports, and also on highly oriented pyrolytic graphite, the planarity of which allowed detailed characterisation of the conformity, contiguity and thickness of the platinum films using atomic force and electron microscopy. These approaches led to self-standing nanofibre electrodes with porosity that was tuned to increasingly dense material from one side to the other, where the side presenting highest surface area was used to deposit platinum. The electrodes were characterised ex situ using cycling voltammetry where they demonstrated higher activity for the oxygen reduction reaction and greater durability on voltage cycling than conventional platinum on carbon catalysts. They were also assembled directly with a membrane and anode and characterised in situ in a single fuel cell. Thin platinum films were also prepared at the surface of nickel nanofibres using a novel approach to galvanic exchange assisted by microwaves, and a range of experimental parameters was investigated to determine their effect on the extent of exchange and the resulting platinum morphology. While the resulting nickel@platinum core@shell fibres demonstrated high electroactivity for the oxygen reduction reaction and were characterised as unsupported electrocatalysts at the cathode of a membrane electrode assembly, further work is required to stabilise them against nickel leaching from the catalyst to the electrolyte.

Cette thèse s'inscrit dans le contexte général des efforts de recherche pour développer des supports de catalyseur résistant à la corrosion qui peuvent potentiellement remplacer le carbone dans les piles à combustible à électrolyte polymère. Des nanofibres et des nanotubes à base de TiO2 et SnO2 dopés par Nb ont été préparés par filage électrostatique et caractérisés par diffraction des rayons X, spectroscopie des photoélectrons de rayons X, spectroscopie Raman, mesures de surface spécifique et de conductivité électronique. Les nanofibres de TiO2 et SnO2 dopées par Nb présentent une conductivité et une surface spécifique supérieure à celle des oxydes non dopés. Des nanoparticules de platine ont été préparées en utilisant une méthode polyol modifié par micro-ondes, et déposées sur les supports fibreux. La caractérisation électrochimique des électrocatalyseurs ainsi obtenus a été réalisée ex situ par voltamètre en utilisant une électrode à disque tournant. Le catalyseur supporté, Pt sur SnO2 dopé par Nb présenté une stabilité électrochimique supérieure à celle d'un catalyseur Pt sur carbone commercial (Vulcan XC-72R). Une cathode Pt/Nb-SnO2 préparée par pulvérisation a pu être intégrée dans un assemblage membrane-électrode (AME) et caractérisée in situ dans une cellule de pile à combustible à électrolyte polymère. L'AME a présenté une durée de vie plus élevée mais une densité de puissance plus faible qu'un AME contenant Pt/C. Les nanotubes de SnO2 dopés par Sb ont une conductivité plus élevée que celle des matériaux dopés par Nb et lorsqu'ils sont intégrés dans une cathode, fournissent une densité de puissance accrue par rapport à une cathode à base de Nb- SnO2. / The objective of this thesis is to develop corrosion resistant catalyst support materials that can potentially replace carbon in Polymer electrolyte fuel cells. Therefore, Nb doped TiO2 and SnO2 nanofibres and nanotubes were prepared by electrospinning and characterised by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, N2 adsorption/desorption analysis and electronic conductivity measurements. The obtained Nb doped TiO2 and SnO2 one dimensional structures demonstrated higher conductivity and surface area than non-doped oxides. Pt nanoparticles were prepared using a modified microwave-assisted polyol method and deposited on the electrospun supports. Electrochemical characterisation of the obtained electrocatalysts was performed ex situ using a rotating disc electrode, and compared with a commercial carbon support (Vulcan XC-72R). Pt supported on Nb doped SnO2 provided higher electrochemical stability in comparison to Pt on carbon. Thus, a cathode of Pt/Nb-SnO2 prepared by spray-coating was integrated into Membrane Electrode Assembly (MEA) and characterised in situ in single Polymer electrolyte fuel cell. The MEA exhibited higher durability though lower power density compared to MEA with Pt/C based cathode. Sb doped SnO2 nanotubes have higher conductivity than Nb doped material and when integrated into a cathode, provided enhanced power density in comparison to Nb-SnO2 based cathode.

Les membranes nanofibreuses obtenues par électro-filage sont couramment utilisées pour diverses applications biomédicales telles que les pansements ou la régénération tissulaire, en raison de leur grande porosité et de leur morphologie mimant la structure des tissus humains. Au cours de cette thèse, nous avons étudié deux stratégies différentes, toutes deux basées sur l'utilisation de la cyclodextrine, pour fonctionnaliser ces membranes avec des molécules d'intérêt biologique. Dans un premier temps, des membranes nanofibreuses à base de complexe de polyélectrolyte ont été élaborées à partir de carboxyméthylcellulose et de chitosane pour des applications de type pansements. Du bleu de méthylène, connu pour son activité antibactérienne, a été incorporé dans les fibres, seul ou en tant que complexe d'inclusion avec la cyclodextrine. Les tests préliminaires sont très prometteurs quant à l’efficacité bactéricide de ces matériaux. Une seconde approche visant à élaborer des nanofibres fonctionnelles à base de poly(ε-caprolactone) (PCL) a également été étudiée. Le PCL étant très peu fonctionnalisable, des complexes d’inclusion entre ce polyester et les cyclodextrines, appelés pseudo-polyrotaxanes (pPR), ont été préparés. Des fibres cœur:peau ont ensuite été produites en ajoutant les pPR en surface des fibres. Afin de vérifier la réactivité et l’accessibilité des fonctions hydroxyles des cyclodextrines, un fluorophore a été greffé sur les fibres. Ce type de réaction ouvre de nouvelles voies de fonctionnalisation des fibres de PCL jusqu’alors inexplorées. / Electrospun nanofibrous membranes have proven to be ideal scaffolds for biomedical applications such as wound dressing and tissue engineering, mostly due to their high porosity and their morphology that mimics the structure of human tissues. In this work, we investigated two different strategies based on the use of cyclodextrins to functionalize these scaffolds with molecules of interest. Scaffolds made of polyelectrolyte complexes of carboxymethylcellulose and chitosan were first prepared by blend or coaxial electrospinning for wound dressing applications. Methylene blue, a molecule known to present antibiotic activity, was added, alone or as an inclusion complex with cyclodextrin, in the polymer solution before electrospinning. The preliminary biological assessment suggested that the fibrous membranes exhibited good antibacterial activity. In a second part, electrospun poly(ε-caprolactone) (PCL) scaffolds were prepared for tissue engineering applications. As this polyester can not easily be functionalized, PCL and cyclodextrins were combined to form pseudo-polyrotaxanes (pPRs) with various architectures. Core:shell PCL:pPR fibres were prepared by coaxial electrospinning. Fluorescein isothiocyanate was then grafted onto the fibre surface to prove the presence of available and reactive cyclodextrin hydoxyl groups at the surface of the PCL fibres. This reaction opens the way for innovative and versatile biofunctionalization of PCL.

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2011. / ENGLISH ABSTRACT: The main objective of this study was to develop electrospun nanofibres with both antimicrobial and antibiofouling properties for possible application in water filtration. To do this, two routes were investigated: firstly, the use of biocides and bactericidal copper salts to introduce bactericidal properties on electrospun nanofibres. Secondly, the modification of polymers using furanone compounds to obtain nanofibres with the ability to repel microbial attachment. Fabrication of biocide-containing PVA nanofibres was successful. This was achieved through direct doping of PVA solutions with AquaQure which is an aqueous biocide comprising of mainly Cu2+ and Zn2+, prior to the electrospinning process coupled with chemical crosslinking using glyoxal. The conventional needle based electrospinning technique was used to fabricate these nanofibrous mats. The presence of the constituents of AquaQure on surfaces of PVA/AquaQure nanofibrous mats was confirmed using energy dispersive x-ray analysis (EDX). ATR/FTIR, XRD, TGA, DSC and SEM techniques were used to do chemical and thermal analysis of the nanofibres in comparison with pristine PVA nanofibres. These nanofibres demonstrated antimicrobial activity of up to 5 log against the Gram-positive strain S. aureus Xen 36 and Gram-negative strains E. coli Xen 14, S. typhimurium Xen 26, P. aeruginosa Xen 5 and K. pneumoniae Xen 39. Because of crosslinking, these fibres also demonstrated good water stability. Leaching of the ions constituting AquaQure was limited and compared with South African national standards for drinking water, the water filtered through these nanofibress was deemed safe for human consumption. Bioluminescence imaging and fluorescence microscopy were used to confirm antimicrobial activity results obtained from plate counting. These nanofibres demonstrated satisfactory antimicrobial efficiency but did not repel microbial attachment. The second part of this study entailed the investigation of copper-doped PVA and SMA nanofibres for antimicrobial activity. Although bactericidal properties of copper are well documented, its selection was based on the fact that it is the main constituent of the AquaQure. Bubble electrospinning was used instead of needle electrospinning to upscale nanofibre production. Similar techniques as those used in PVA/AquaQure nanofibres were used to characterize the copper functionalized nanofibres. Even though these nanofibres demonstrated exceptional antimicrobial efficacy (up to 5 log) for all the strains, bioluminescence imaging indicated a trend for these cells to enter a dormant state on contact with the copper containing-nanofibres. The last part of this project involved testing of free furanone compounds as well as surface-tethered furanone-modified nanofibres for their antibiofouling potentials. To do this, blends of 2,5-dimethyl-4-hydroxy-3(2H)furanone (DMHF) (5% wt/vol) with PVA (10% wt/vol) were prepared and electrospun to produce PVA/DMHF nanofibres. The free furanones and furanone-modified nanofibres demonstrated not only antibiofouling properties but also antimicrobial activity. Other furanone compounds with 3(2H) and 2(5H) cores were synthesized. The synthesis of these furanone compounds (5-(2-(2-aminoethoxy)ethoxy)methyl)-2(5H)furanone and 4-(2-(2-aminoethoxy)-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone) was successful. Their structures and molar masses were confirmed using 1H NMR and ES mass spectroscopy. These furanones were then covalently immobilized on the SMA backbone. To test their antimicrobial and antibiofouling activity, the furanone-modified polymer was dissolved in an ethanol and methanol mixture (1:1) and electrospun to produce nanofibres. The free furanone and furanone-modified SMA nanofibres derived from 4-(2-(2-aminoethoxy)-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone demonstrated high antibiofouling and antimicrobial efficiency against the Gram-positive strain S. aureus Xen 36 and Gram-negative strains E. coli Xen 14, S. typhimurium Xen 26, P. aeruginosa Xen 5 and K. pneumoniae Xen 39. The 2(5H) furanone on the other hand had limited activity against the strains. These nanofibres were also characterized and compared with their pristine polymer counterparts and leaching experiments were conducted using GC-MS. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die hoofdoel van hierdie studie was om nanovesel filtrasie nanofibre met beide antimikrobiese en aanpakwerende eienskappe te ontwikkel. Twee verskillende metodes is ondersoek. Eerstens is biosiede en bakteriee-dodende koper soute gebruik om antimikrobiese nanovesels te lewer. Tweedens is nanovesels met furanoon samestellings gemodifiseer om nanovesels te lewer wat mikrobiese aanhegting voorkom. Die fabrisering van biosied-bevattende PVA nanovesel nanofibre was suksesvol. AquaQure, ‟n biosied wat hoofsaaklik uit Cu2+ en Zn2+ bestaan, is direk by PVA oplossings gevoeg voor die elektrospin proses, en is gevolg deur chemiese kruisbinding deur middel van “glyoxal”. Die nanovesels is neergele in ‟n ongeweefde mat deur middel van die konvensionele naald-gebasseerde elektrospin proses. Verspreidings X-staal analises (EDX) is gebruik om die teenwoordigheid van AquaQure komponente in en op die oppervlakte van die PVA/aquaqure nanovesel matte te bevestig. ATR/FTIR, UV-Vis, XRD, TGA, DSC en SEM tegnieke is gebruik vir chemiese en termiese analises om sodoende PVA/aquacure nanovesels met ongemodifiseerde PVA nanovesels te vergelyk. PVA/aquacure nanovesels het ‟n antimikrobiese aktiwiteit van tot 5 log reduksie getoon teen Gram-positiewe S. aureus Xen 36 en Gram-negatiewe E. coli Xen 14, S. typhimurium Xen 26, P. aeruginosa Xen 5 en K. pneumoniae Xen 39. Die vesels was stabiel in water na kruisbinding. Slegs beperkte uitloging van Aquaqure Cu2+ en Zn2+ ione is waargeneem, en water wat deur die PVA/aquacure nanovesels gefiltreer is, is volgens Suid Afrikaanse Nasionale Standaarde vir drinkwater steeds veilig vir menslike gebruik. Behalwe vir die plaat-tellingsmetode het bio-lumiserende fotos en fluoroserende mikroskopie ook die antimikrobiese aktiwiteit van die vesels bevestig. Die vesels het bevredigende antimikrobiese efektiwiteit getoon, maar kon nie mikrobiese aanhegting voorkom nie. In die tweede gedeelte van die werk is die antimikrobiese aktiwiteit van PVA en SMA vesels wat met koper verreik is, ondersoek. Alhoewel die bakteriee dodende eienskappe van koper reeds goed gedokumenteer is, is hierdie ondersoek gedoen op grond van die feit dat koper een van die hoof komponente van aquaqure is. Nanovesels is uit koper-verreikte oplossings van PVA en SMA deur middel van die borrel-gebasseerde elektrospin tegniek gefabriseer, ten einde die opbrengs van nanovesels te verhoog. Fisiese kruisbinding deur middel van hitte behandeling is toegepas ten einde die stabiliteit van die vesels in water te verbeter. Dieselfde karakteriseringstegnieke wat gebruik is vir die PVA/aquacure vesels is op hierdie vesels toegepas. Alhoewel die vesels uitstekende antimikrobiese aktiwiteit van tot 5 log reduksie gedemonstreer het, het bio-lumiserende beeldvorming getoon dat die selle ‟n dormante stadium binnegaan na kontak met hierdie vesels. In die laaste gedeelte van die projek is vrye furanoon samestellings en nanofibre met oppervlak-gehegde furanone getoets vir aanpakwerende potensiaal. Om dit te bewerkstellig was „n mengsel van 2,5 – dimethyl-4-hydroxy-3(2H) furanone (DMHF) (5% wt/vol) en PVA (10% wt/vol) voorberei en gebruik om PVA/DMHF nanovesel filtrasie nanofibre te produseer deur middel van die elektrospin proses. Die vrye furanone en furanoon-gemodifiseerde nanofibre het nie alleen aanpak weerstandbiedende einskappe gedemonstreer nie maar ook antimikrobiese eienskappe. DMHF was gebruik as die begin material om furanoon samestellings te produseer met 3(2H) en 2(5H) kerne. Die sintesis van hierdie furanone se samestellings (5-(2-(2-aminoethoxy)ethoxy)methyl)-2(5H)furanone en 4-(2-(2-aminoethoxy)-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone) was suksesvol. Hulle strukture en molere massas was bevestig met 1H NMR en ES massa spektrometrie. Hierdie furanone is daarna kovalent ge-immobiliseer op die SMA rugbeen. Om hulle antimikrobiese en aanpakwerende aktiwitiet te toets, is die furanoon-gemodifiseerde polimeer opgelos in „n etanol en metanol mengsel (1:1) en ge-elektrospin om nanovesel filtrasie nanofibre te produseer. Die furanone en furanoon-gemodifiseerde nanovesel filtrasie nanofibre afkomstig van 4-(2-(2-aminoethoxy)-2,5-dimethyl-3(2H)-furanone het hoe aanpakwerende en antimibrobiese effektiewitiet getoon teenoor die Gram-positiewe S. aureus Xen 36 en Gram-negatiewe E. coli Xen 14, S. typhimurium Xen 26, P. aeruginosa Xen 5 and K. pneumoniae Xen 39. Hierdie nanovesel filstrasie nanofibre is ook gekarakteriseer en vergelyk met die ongemodifiseerde polimeer. „n Uitlogings eksperiment is uitgevoer deur gebruik te maak van GC-MS.

Les médias fibreux nontissés sont des structures textiles très répandues dans le cadre de la filtration de l'air et plus particulièrement pour des particules fines de taille inférieure à 1 µm. Dans cette application, on recherche toujours un compromis entre l'efficacité de filtration (capture des particules) et la perte de charge (écoulement du fluide). Les caractéristiques structurelles des nontissés sont des facteurs primordiaux quant aux propriétés finales de filtration recherchées. L'approche est ici originale, car nous proposons de développer nos propres nontissés filtrants à l'aide d'outils de productions proches de l'industrie. Nous pouvons ainsi sélectionner des critères de structures (épaisseur, masse surfacique, type de fibres, diamètre des fibres etc.) adaptés aux propriétés de filtration de l'air que nous souhaitons étudier. Sur l'ensemble des caractéristiques structurelles étudiées nous avons montré que le paramètre le plus significatif sur les propriétés de filtration est le diamètre des fibres. Lorsqu'il diminue, nous augmentons l'efficacité mais au détriment de la perte de charge. L'expression de la longueur surfacique de fibres a été définie et est apparue comme un paramètre pertinent pour rendre compte des propriétés de filtration. Nous avons par ailleurs mis en évidence que la compacité augmentait fortement l'efficacité et la perte de charge. Notre étude sur des échantillons à base d'un mélange de diamètres de fibres montre que l'efficacité de filtration devait être assurée dans de tels mélanges par une longueur surfacique de fibres fines suffisante, alors que la quantité de fibres de diamètre plus élevé permet une structuration du média fibreux garantissant une perte de charge faible. La production de nanofibres par le procédé electrospinning nous a permis d'obtenir des échantillons avec des fibres de 250 nm de diamètre. L'amélioration du compromis efficacité/perte de charge observée est due à des nombres de Knudsen de fibres plus élevés que pour des échantillons microfibres. La modélisation des propriétés de filtration montre dans le cas d'échantillons idéalisés (fibres cylindriques, diamètre de l'ordre de 10 µm etc.) que la théorie est plutôt conforme avec les expérimentations. Cependant nous avons montré qu'en utilisant des mélanges de fibres ou des formes de section de fibres spéciales, ces modèles présentent certaines limites. Nous avons proposé des pistes avec notamment la prise en compte de nombreuses caractéristiques de la structure fibreuse afin d'obtenir des résultats plus proches des expérimentations.