Greffer des molécules comme on pose un module lunaire
Publié par Adrien le 24/10/2019 à 14:00
Source: CNRS INC
Greffer une molécule sur une surface peut lui faire perdre ses propriétés les plus intéressantes. Des scientifiques de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS/Université de Rennes 1/École Nationale Supérieure de Chimie de Rennes/INSA Rennes) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) de Rennes (CNRS/Université de Rennes 1) ont lié des clusters de molybdène à une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa...) d'or, en altérant peu leur luminescence (La luminescence est une émission de lumière dite "froide", par opposition à l'incandescence qui elle est chaude.) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière...). Publiés dans Materials Horizons, ces travaux aideront à la fonctionnalisation de nano-objets.


© M. Kepenekian et al. 2019

Au fil des ans, les scientifiques ont élaboré une large bibliothèque de molécules aux remarquables propriétés chimiques, optiques, magnétiques, etc. Mais lorsque ces briques sont liées à une surface afin d'être utilisées dans des applications concrètes, les interactions avec ce substrat réduisent, voire annulent complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité...), leurs propriétés. Par exemple, les clusters de molybdène perdent facilement leurs propriétés de luminescence dans l'infrarouge. Des scientifiques de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR, CNRS/Université de Rennes 1/ENSC Rennes/INSA Rennes) et de l'Institut de physique de Rennes (IPR, CNRS/Université de Rennes 1) sont parvenus à conserver ces propriétés après avoir greffé ces clusters sur des surfaces d'or.

Les scientifiques ont pour cela utilisé des ligands de thiocyanate, une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...) commerciale qui comporte de l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote...) qui s'accroche bien au molybdène et du soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) qui présente des affinités avec l'or. Quatre des six molécules de thiocyanate greffées au cluster permettent ainsi de l'arrimer au substrat d'or, suivant une forme qui évoque celle d'un module lunaire (Le module lunaire ou Lunar Excursion Module (LEM) ou Lunar Module(LM) ou alunisseur, est un engin utilisé pour se poser sur la Lune lors des missions Apollo 11 à 17 entre 1969 et 1972 qui virent...). Sans ces ligands, la surface métallique empêcherait l'émission de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à la...) du cluster lors de sa désexcitation. À l'échelle de l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents...), le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) s'autoassemble en une monocouche très dense et luminescente, aux émissions infrarouges à peine différentes de celles des clusters isolés. Cela pourrait permettre de concevoir des dispositifs lumineux, y compris aux échelles nanométriques, qui intéresseraient des domaines tels que la bio-imagerie, le photovoltaïque ou les télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce terme est plus utilisé que le terme synonyme officiel «communication électronique». Elles...).

Références:
M. Kepenekian, Y. Molard, K. Costuas, P. Lemoine, R. Gautier, S. Ababou-Girard, B. Fabre, P. Turban, S. Cordier.
Red-NIR luminescence of Mo6 monolayered assembly directly anchored on Au(001)
Mater. Horiz. - Juin 2019
DOI: 10.1039/C9MH00724E
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