Une nanotechnologie moléculaire grâce à des interactions de surface
Les interactions des molécules à la surface des matériaux sont essentielles pour la fonctionnalité de nombreux systèmes, naturels ou non. Avec le soutien de l'UE, le réseau de formation SMALL (Surfaces for molecular recognition at the atomic level) a préparé 22 chercheurs débutants pour innover dans une nouvelle génération de capteurs de molécules, systèmes catalytiques, biomimétique et électronique moléculaire. Les études théoriques et expérimentales de la formation de réseaux de surface en liaisons covalentes ont contribué de manière importante à la compréhension des mécanismes et aux modèles en place. C'est ainsi que les études théoriques et expérimentales des facteurs affectant l'auto-assemblage de réseaux organiques covalents sur des surfaces d'or pourraient conduire à des systèmes biomimétiques de détection et de catalyse. De nombreuses autres études ont informé sur le comportement de structures supramoléculaires dans des environnements réalistes, comme l'interaction avec l'eau d'oxydes de métaux et du graphène. Les cellules solaires sont parmi les applications potentielles. Les travaux pour tirer parti de la fonctionnalité de molécules complexes sur des surfaces ont conduit à concevoir et développer de nouveaux systèmes et techniques nanomagnétiques pour les étudier. La chiralité, qui désigne l'existence de molécules de même formule mais qui ne sont pas superposable à leur image dans un miroir, est critique pour la pharmacie, la séparation de molécules et la détection. Des activités notables ont étudié la reconnaissance de la chiralité sur les surfaces, via l'interaction de molécules. Parmi les nombreux progrès, citons des méthodes de modélisation élargissant les capacités, avec des résultats remarquablement en accord avec les expériences de comportement des molécules sur des surfaces métalliques. Enfin, l'équipe a enregistré d'importants progrès dans le développement de surfaces pour exploiter la reconnaissance de molécules dans des capteurs et autres dispositifs. Elle a utilisé des structures macrocycliques pour former des pinces moléculaires qui pourraient servir à la détection mais aussi dans le stockage et la lecture d'informations moléculaires. Ses travaux sur des polymères imprimés de molécules ont conduit à des résultats révolutionnaires applicables dans divers domaines, depuis les capteurs jusqu'au photovoltaïque. Le projet SMALL a dynamisé le développement scientifique et le potentiel de carrière de ses jeunes boursiers, dans le domaine en croissance des nanotechnologies moléculaires. Il soutiendra la position de l'Europe dans la nouvelle génération de dispositifs innovants répondant à des difficultés majeures dans des domaines comme la médecine, l'énergie, la chimie verte et l'environnement.
Mots‑clés
Moléculaire, nanotechnologies, surface, sélectivité chimique, biomimétique, chiralité
