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Cavity-confined Luminophores for Advanced Photonic Materials: A Training Action for Young Researchers

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Les luminophores, petites lucioles synthétiques

Des chercheurs ont découvert de nouvelles méthodes pour encapsuler des complexes luminescents ou magnétiques dans des structures de nanotubes de carbone. Les applications seront très nombreuses dans le photovoltaïque, la biomédecine et l'optoélectronique.

Technologies industrielles

La luminescence est largement exploitée dans l'imagerie biologique, l'optoélectronique et les capteurs. Ce secteur est très concurrentiel et croît sans cesse, exigeant de suivre une formation coordonnée pour que tous les chercheurs, nouveaux ou expérimentés, soient au niveau des dernières avancées. Le projet FINELUMEN a ainsi formé 20 jeunes boursiers très compétents dans les domaines de la luminescence, des nanostructures en carbone et de la chimie supramoléculaire. En associant ces domaines, les scientifiques se sont attaqués à la préparation et à la caractérisation de matériaux spéciaux, faits d'entités luminescentes (des luminophores) encapsulées dans des nano-conteneurs afin de former des structures supramoléculaires. La réussite du projet a fait avancer la recherche bien au-delà de ce qui était prévu. Les travaux se sont traduits par de nombreuses publications dans des revues scientifiques à comité de lecture, ainsi que par deux inventions. Parmi les nombreuses réussites du projet FINELUMEN, de nouveaux émetteurs (organiques ou non) présentent une très forte luminescence. Comme ils sont fabriqués à partir de matériaux relativement courants, ce sont d'excellents candidats pour remplacer les dispositifs faits de métaux rares et coûteux comme le platine. Les chercheurs ont enregistré de nombreux progrès dans la production et la fonctionnalisation de nanotubes de carbone, ainsi que dans leur utilisation pour encapsuler des luminophores. Citons également un protocole révolutionnaire pour insérer de l'europium dans les nanotubes de carbone, qui pourrait conduire à un tout nouveau type de luminophore basé sur le carbone, et mixte organique/minéral. Les scientifiques ont aussi mis au point des protocoles pour l'insertion à basse température à l'aide de gaz carbonique supercritique, et pour la fonctionnalisation de nanostructures de carbone en présence de lumière. L'équipe a aussi testé des complexes qui pourraient convenir dans le photovoltaïque et l'optoélectronique. Les succès de FINELUMEN ont entraîné ses chercheurs bien au-delà de la proposition originale, jusque dans le domaine des hôtes magnétiques. Ils ont ainsi préparé des nanotubes de carbone encapsulant des complexes à base de fer. Une fois fonctionnalisés avec des anticorps, ces nanotubes facilitent la séparation des cellules cancéreuses et des cellules saines. La formation par la recherche de pointe en chimie, physique, biologie et ingénierie préparera les jeunes chercheurs à des emplois hautement qualifiés, en université ou en entreprise. Le projet a attiré des étudiants venant de l'Union européenne et d'ailleurs, et a mis l'accent sur la promotion de la carrière scientifique des femmes. Ses activités auront un impact durable sur le futur de la recherche européenne dans le domaine très intéressant de la luminescence supramoléculaire.

Mots‑clés

Encapsuler, luminescent, complexe magnétique, nanotube de carbone, supramoléculaire, luminophores, émetteurs, fonctionnalisation, photovoltaïque

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