Matériaux et systèmes biologiques vont bénéficier de photochromes optimisés

Présents par exemple dans les verres à teinte variable de certaines lunettes, les photochromes sont des molécules organiques capables de passer d’une forme à une autre sous irradiation lumineuse. Les deux formes, linéaire ou cyclique par exemple, présentent des propriétés différentes, notamment de solubilité, viscosité, polarité, etc., qui permettent de moduler des propriétés de matériaux ou de systèmes biologiques. Un avantage dans les domaines du textile (lutte contre la contrefaçon, décors changeants), de l’ophtalmologie (lunettes, vitres « intelligentes »), de la cosmétique (maquillages changeants, crèmes anti-UV), du stockage optique (mémoires optiques) mais aussi de la médecine (traitement de maladies neurologiques par neuromodulation, par exemple). Cependant, les photochromes actuellement utilisés présentent plusieurs défauts : la plupart utilise notamment la lumière ultraviolette pouvant endommager les zones irradiées. Ils sont aussi fragiles et la différence entre les rayonnements nécessaires pour passer d’une forme à l’autre est trop faible pour garantir une bonne sélectivité. Ce sont justement ces défis qu’a relevés un consortium international de scientifiques impliquant le laboratoire CEISAM (CNRS/Université de Nantes)Ainsi que le Medical Imaging Center (University Medical Center Groningen), le Van't Hoff Institute for Molecular Sciences (University of Amsterdam), la Palacky University à Olomouc et le European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy à Florence. Les scientifiques ont mis au point une toute nouvelle classe de photochromes : ces « iminothioindoxyls » (ITI) absorbent dans le visible, limitant ainsi la photodégradation des tissus cellulaires ou des matériaux, et sont faiblement sensibles à leur environnement. Le rayonnement utilisé pour faire passer ces photochromes d’une forme à l’autre présente saussi une séparation sans précédent de plus de 100 nm, ce qui permet d’irradier de manière sélective l’une ou l’autre forme du photochrome. Extrêmement polyvalente et dotée de propriétés relativement faciles à moduler, cette nouvelle classe de photochromes pourra être utilisée dans une grande variété de conditions expérimentales, notamment biologiques.

Références

Mark W.H. Hoorens, Miroslav Medved, Adèle D. Laurent, Mariangela Di Donato, Samuele Fanetti, Laura Slappendel, Michiel Hilbers, Ben L Feringa, Wybren Jan Buma & Wiktor Szymanski
Iminothioindoxyl as a molecular photoswitch with 100 nm band separation in the visible range
Nature Communications – Juin 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-10251-8