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Assemblage supramoléculaire réversible en phase aqueuse

En matière de conception de nouveaux matériaux, systèmes ou fonctionnalités, les scientifiques s'inspirent souvent de la nature. C'est ainsi que des chercheurs financés par l'UE se sont inspirés d'enzymes naturelles pour mettre au point des complexes supramoléculaires totalement nouveaux.
Assemblage supramoléculaire réversible en phase aqueuse
Les enzymes sont des protéines, et donc des chaînes d'acides aminés. On en trouve partout chez les êtres vivants, où elles facilitent les catalyses via des interactions réversibles avec d'autres molécules. Ces interactions dépendent principalement de l'architecture 3D complexe de ces enzymes. Elle résulte de la courbure, du repliement et de liaisons non covalentes entre certains groupements chimiques sur les chaînes.

Les polymères supramoléculaires présentent des similitudes avec les enzymes. Ils peuvent s'auto-organiser en fonction d'interactions de liaisons secondaires non covalentes, conduisant à de nouvelles fonctionnalités. Cependant, la chimie supramoléculaire était jusqu'ici limitée par le manque de systèmes de synthèse capables d'une agrégation réversible dans l'eau. Les scientifiques du projet PHOTOTRAP financé par l'UE ont surmonté cet obstacle en utilisant de nouvelles molécules solubles dans l'eau et dotées d'affinités de liaison photosensibles.

Le bloc de base est le cucurbit[8]uril (CB[8]), une molécule macrocyclique en forme de tonneau. Elle peut accepter simultanément deux molécules organiques, et les chercheurs ont choisi pour l'une d'elles un composé azobenzénique. Malgré le potentiel photosensible de l'azobenzène, les études précédentes se sont en général cantonnées à des versions neutres, relativement peu solubles dans l'eau.

PHOTOTRAP est unique car ses scientifiques ont utilisé des molécules contenant de l'azobenzène et de charge cationique, dotées à la fois d'une grande solubilité dans l'eau et d'une forte association de liaison. Ils ont effectué une démonstration révolutionnaire d'une complexation/décomplexation réversible du CB[8] dans l'eau, induite par la lumière, ouvrant la voie à la préparation de micelles et à leur étude pour administrer des médicaments.

Les méthodologies et les matériaux du projet PHOTOTRAP ont notablement fait avancer la chimie des polymères. Ses travaux ont démontré l'immense potentiel des composés supramoléculaires en milieux aqueux pour créer des matériaux autoréparables et pour l'administration ciblée de médicaments.

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