De nouveaux nanomatériaux pour des usages de pointe
Les éléments moléculaires structurels possèdent des propriétés chimiques immensément riches, particulièrement propices aux échanges hôtes-clients. Leur structure poreuse est particulièrement favorable à la chimie hôte-client grâce notamment à un échange ionique réversible, une catalyse hétérogène, le stockage et la séparation gazeux. Les matériaux sensibles aux molécules peuvent être générés en exploitant la nature poreuse des structures métallico-organiques en association aux centres de transition de spin (TP). Les sites TP peuvent être activés, désactivés ou altérés par la présence, l'absence ou l'échange de molécules de solvant hôtes. La lumière représente l'un des moyens les plus prometteurs pour inverser et contrôler les propriétés physiques des matériaux organiques et inorganiques. Les matériaux TP autorisent une transition photodétectée d'un état spin faible à un état spin métastable élevé. Le but du projet Light Induced Switch («Nanoporous materials and supramolecular clusters for light induced electronic switches») visait à concevoir et analyser les propriétés des nouveaux matériaux dotés de commutateurs photodétectés sous la forme de centres STP composés de fer (II) en vue d'une utilisation sous la forme de commutateurs optiques et de périphériques de stockage. Le projet a passé en revue les propriétés TP induites par la lumière et la chaleur. La taille des particules a évolué de l'échelle macroscopique à l'échelle nanoscopique après une transition microscopique. Les résultats ont établi que la transition de spin devenait de plus en plus progressive et incomplète tandis que la température (T1/2) diminuait proportionnellement à la réduction de la taille de la particule. Ces résultats sont les premières études magnétiques photodéclenchées sur un système STP de nanoparticules. Ils montrent que, même à l'échelle nanoscopique, la photoconversion d'un spin faible à un spin élevé métastable est possible. Par ailleurs, la diminution de la taille de la particule n'a eu que peu d'effet sur la température à laquelle les données photomagnétiques stockées ont été effacées. Cela indique que les propriétés TP photodéclenchées sont régies par la coordination métallique directe à l’échelle moléculaire. Le projet a permis de réaliser les premières recherches avancées de ces nouveaux matériaux TP et nanoporeux dans les applications photodétectées à l'échelle nanoscopique. L'impact d'une avancée, aussi infime soit-elle, dans ce domaine offre de nouvelles perspectives majeures pour l'environnement, l'économie, la santé publique et la sécurité nationale.
