Projet CLAMP

Etude des couplages réciproques entre particules magnétiques et ligands photoactifs

Coordination

CNRS

Mots-clés

Ligands photo-actifs, complexes moléculaires, nanoparticules magnétiques, excitation ultrarapide, transferts opto-magnétiques 

Résumé

Les interactions de la lumière avec des systèmes photosensibles représentent un domaine excessivement actif dans les laboratoires de recherche pour leurs applications nombreuses en santé, environnement, stockage de données… Ces matériaux photosensibles servent à la fois à sonder des propriétés locales ou encore à stimuler la libération active de principes actifs par exemple. En les couplant à des nanoparticules, il est alors possible de faire émerger des propriétés nouvelles, comme c’est le cas avec des nanoparticules d’or. Ici, nous couplerons des composés moléculaires à la surface de nanoparticules magnétiques qui sont des objets d’études importants dans différents domaines, allant de lacatalyse aux applications médicales. Ces assemblages nous permettront de répondre à différentes questions fondamentales sur la dynamique du moment magnétique des nanoparticules d’oxyde de fer. En effet, comprendre comment le transfert de chaleur s’effectue aux temps courts demeure une question importante à laquelle nous voulons répondre. Par des mesures de dynamique ultra-rapide, nous éluciderons le profil des échanges thermique avec l’environnement proche des nanoparticules, mais plus généralement comment les spins de la nanoparticule se couplent avec les niveaux transitoires d’énergie des ligands à leur surface. Différents types de ligands seront greffés sur les nanoparticules, chacun permettant de sonder un type d’interaction particulière, et permettant d’explorer la réponse des moments des particules à l’application d’un champ magnétique. Il s’agira de dérivés azoïques, présentant un moment dipolaire commutable, ou encore des complexes moléculaires photoactifs dont le degré d’oxydation de l’ion est photo-modulable

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Concomitamment, nous nous demanderons comment le moment magnétique d’une nanoparticule peut altérer la dynamique de systèmes moléculaires greffés à la surface de la nanoparticule. Le projet CLAMP ambitionne de trouver ces réponses au travers d’une étude expérimentale et théorique. Ce projet vise àrationaliser les interactions complexes qui existent entre différents types de molécules ou complexes moléculaires photosensibles décorant la surface de nanoparticules d’oxyde de fer. Nous ambitionnons donc de déterminer les domaines de cohérence de fréquence sur lesquels les couplages sont les plus efficaces.

Pour cela, nous avons rassemblé des experts chimistes (Paris, Nantes) en synthèse de nanomatériaux magnétiques et de ligands photostimulables, ainsi que des physiciens spécialistes de mesures ultra-rapides de la dynamique moléculaire (Paris) et de nanoparticules magnétiques (Strasbourg). Se joignent également des théoriciens (Perpignan), permettant de transformer les essais réalisés au cours de ce projet en un modèle cohérent. Ce projet aura des retombées très importantes pour l’utilisation de ces nanosystèmes en catalyse, pour piloter l’aimantation des nanoparticules, pour des applications en santé comme traceurs multi-stimulables, ou encore pour le stockage d’information. 

Consortium


PHENIX • Paris
PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX
Jérôme Fresnais, Emilie Secret, Jean-Michel Siauge, Laurent Michot, Vincent Dupuis  


CEISAM • Nantes
Chimie Et Interdisciplinarité, Synthèse, Analyse, Modélisation
Elena Ishow


IPCM • Paris
Institut Parisien de Chimie Moléculaire
Laurent Lisnard, Benoit Fleury, Rodrigue Lescouezec


CPCV • Paris
Chimie Physique et Chimie du Vivant
Agathe Espagne, Fabien Lacombat


IPCMS • Paris
Institut de physique et de chimie des matériaux de Strasbourg 
Valérie Haltérophilies, Marie Barthélémy, Jean Besbas


PROMES • Paris
PROcédés, Matériaux et Energie Solaire 
Roland Bastardis, François Vernay, Hamid Kachkachi


Publications

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