Lumière sur la plateforme de spectroscopie RPE pour la caractérisation des matériaux photo(électro)catalytiques du BIP

Le 9 avril 2026, Bruno Gigliarelli (Responsable scientifique de la plateforme) Guillaume Gerbaud (Ingénieur de recherche), Emilien Etienne (Ingénieur de recherche), Lawrence Frezet (Ingénieur d’Etude) et Maryam Seif Eddine (Post-doctorantes), ont accueilli le Comité Infrastructures du PEPR LUMA dans le cadre des accès plateformes OPERANDO/PROTOTYPAGE LUMA au Bioénergétique et Ingénierie des Protéines, unité mixte de recherche UMR CNRS, Aix-Marseille Université.

Dans le cadre de LUMA, le BIP propose l’accès à sa plateforme RPE IMM-BIP qui permet l’analyse et la caractérisation des matériaux et biomatériaux de rupture tels que catalyseurs et photocatalyseurs multiélectronique pour la synthèse de carburants, photosensibilisateurs et vecteurs pour applications thérapeutiques, mécanismes de photodégradation.

La spectroscopie RPE est la technique de choix pour analyser les propriétés électroniques, magnétiques et structurales des matériaux, de leurs états excités et des intermédiaires catalytiques explorés dans le cadre de LUMA. Les informations de haute résolution qu’elle apporte sur les états paramagnétiques (radicaux, centres métalliques, états triplets, défauts) générés par processus rédox ou photorédox sont cruciales pour répondre aux défis d’optimisation de matériaux photoactifs innovants, de leurs précurseurs, et pour leur intégration dans des dispositifs fonctionnels. Combinant un ensemble de spectromètres multifréquences fonctionnant en mode continue ou impulsionnel, couplés à des systèmes d’irradiation in situ, elle permet de réaliser l’ensemble des expériences de RPE et doubles résonances électrons-noyaux et électrons-électrons les plus avancées.

Les développements en cours permettent le couplage des méthodes d’électrochimie et photoélectrochimie sur film avec la RPE par l’implantation de dispositif électrochimique directement au sein des cavités résonnantes RPE. L’ensemble permet d’analyser au plus finement in situ et operando les mécanismes de transfert d’électrons, de protons, de transitions conformationnelles mis en jeu dans les matériaux nanostructurés ou hybrides, les complexes métalliques bioinspirés, les polymères, pour leur caractérisation, leur optimisation, et l’analyse de leur évolution sous différents facteurs (vieillissement, excitation, irradiation, transition de spin, transition structurales).