Greffer des molécules comme on pose un module lunaire

Résultats scientifiques Nanosciences Molécules

Greffer une molécule sur une surface peut lui faire perdre ses propriétés les plus intéressantes. Des scientifiques de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS/Université de Rennes 1/École Nationale Supérieure de Chimie de Rennes/INSA Rennes) et de l’Institut de physique de Rennes (CNRS/Université de Rennes 1) ont lié des clusters de molybdène à une surface d’or, en altérant peu leur luminescence infrarouge. Publiés dans Materials Horizons, ces travaux aideront à la fonctionnalisation de nano-objets.

Au fil des ans, les scientifiques ont élaboré une large bibliothèque de molécules aux remarquables propriétés chimiques, optiques, magnétiques, etc. Mais lorsque ces briques sont liées à une surface afin d’être utilisées dans des applications concrètes, les interactions avec ce substrat réduisent, voire annulent complètement, leurs propriétés. Par exemple, les clusters de molybdène perdent facilement leurs propriétés de luminescence dans l’infrarouge. Des scientifiques de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR, CNRS/Université de Rennes 1/ENSC Rennes/INSA Rennes) et de l’Institut de physique de Rennes (IPR, CNRS/Université de Rennes 1) sont parvenus à conserver ces propriétés après avoir greffé ces clusters sur des surfaces d’or.

Les scientifiques ont pour cela utilisé des ligands de thiocyanate, une molécule commerciale qui comporte de l’azote qui s’accroche bien au molybdène et du soufre qui présente des affinités avec l’or. Quatre des six molécules de thiocyanate greffées au cluster permettent ainsi de l’arrimer au substrat d’or, suivant une forme qui évoque celle d’un module lunaire. Sans ces ligands, la surface métallique empêcherait l’émission de lumière du cluster lors de sa désexcitation. À l’échelle de l’échantillon, le tout s’autoassemble en une monocouche très dense et luminescente, aux émissions infrarouges à peine différentes de celles des clusters isolés. Cela pourrait permettre de concevoir des dispositifs lumineux, y compris aux échelles nanométriques, qui intéresseraient des domaines tels que la bio-imagerie, le photovoltaïque ou les télécommunications.

© M. Kepenekian et al. 2019

Références

M. Kepenekian, Y. Molard, K. Costuas, P. Lemoine, R. Gautier, S. Ababou-Girard, B. Fabre, P. Turban, S. Cordier
Red-NIR luminescence of Mo6 monolayered assembly directly anchored on Au(001)
Mater. Horiz. - Juin 2019
DOI: 10.1039/C9MH00724E

Contact

Mikaël Képénékian
Stéphanie Younès
Responsable Communication
Christophe Cartier dit Moulin
INC & Institut parisien de chimie moléculaire
Sophie Félix
Chargée de communication