Des chercheurs observent pour la première fois une liaison de monoxyde de carbone
Des chercheurs financés par l'UE sont pour la première fois parvenus à observer directement la liaison de monoxyde de carbone dans les métalloporphyrines, un processus que l'équipe de recherche utilisera désormais pour expliquer les processus physiques et chimiques sur les surfaces et les nanostructures. La recherche était partiellement financée par le projet MOLART («Surface-confined metallosupramolecular architecture: towards a novel coordination chemistry for the design of functional nanosystems»), qui a reçu une subvention avancée du Conseil européen de la recherche (CER) d'une valeur de 2,57 millions d'euros au titre du septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. Le mécanisme de liaison de l'oxygène aux métalloporphyrines est un processus vital pour les organismes de respiration à oxygène. Comprendre la façon dont les petites molécules de gaz sont chimiquement liées au complexe métallique est également important pour la catalyse ou l'implémentation des capteurs chimiques. Pour enquêter sur ces mécanismes de liaison, les scientifiques utilisent des anneaux de porphyrines avec un cobalt central ou un atome de fer et couvrent une surface de soutien en cuivre en argent avec ces substances. Une caractéristique importante des porphyrines est leur flexibilité de configuration. Une récente recherche a montré que chaque configuration spécifique des métalloporphyrines possède une influence distincte sur leur fonctionnalité. Conformément à l'état actuel de la recherche, les scientifiques de la Technische Universität München (TUM) en Allemagne s'attendaient à ce que seulement une molécule de monoxyde de carbone (CO) soit liée sur un plan axial à l'atome métallique central. Toutefois, des expériences de microscopie à effet tunnel détaillées ont révélé que, en effet, deux molécules de gaz viennent s'attacher entre l'atome métallique central et les deux atomes d'azote contraires. D'après l'équipe de recherche de la TUM, un composant critique est la forme voûtée des molécules de porphyrine, sur lesquelles se posent les molécules de gaz. La signification de cette géométrie est devenue apparente dans les calculs de modèles effectués par Marie-Laure Bocquet de l'université de Lyon, en France. Son analyse a permis aux chercheurs de comprendre dans le détail le nouveau mode de liaison. Elle a également montré que la forme de la voûte moléculaire demeure pratiquement inchangée, même après que deux molécules de gaz se rattachent aux porphyrines. Ces dernières réagissaient très différemment lorsque les chercheurs remplaçaient le CO avec un monoxyde d'azote (NO) à liaison plus forte. Comme attendu, il s'est directement lié à l'atome central, bien qu'une simple molécule s'adapte à chaque anneau de porphyrine. Cela a un effet significatif sur la structure électronique de la molécule porteuse, et la caractéristique voûtée s'aplanit, expliquaient les chercheurs. La porphyrine, par conséquent, réagit très différemment aux différentes sortes de gaz - un résultat qui correspond aux applications potentielles, telles que les capteurs. Le Dr Willi Auwaerter, l'un des auteurs de la TUM, exprimait son excitation lors des résultats en affirmant que «la nouveauté est que nous avons vu pour la première fois le mécanisme à un niveau moléculaire». Il ajoutait que «nous pouvons même déplacer de façon sélective chaque molécule de gaz d'une porphyrine à une autre». L'équipe vise désormais à expliquer les processus physiques et chimiques sur les surfaces et dans les nanostructures. Une fois résolues ces questions fondamentales, ils poursuivront sur de nouveaux défis et se pencheront sur une série de questions, à savoir: «Quelle est l'influence de l'atome central? Comment s'effectue le changement de liaison dans les configurations planaires? Comment utiliser de tels systèmes pour implémenter des catalyseurs et des capteurs par le biais des transferts de charge contrôlés?»Pour de plus amples informations, consulter: Subvention avancée du Conseil européen de la recherche (CER): http://erc.europa.eu/index.cfm?fuseaction=page.display&topicID=66 Technische Universität München (TUM): http://portal.mytum.de/welcome
Pays
Allemagne