CNRS Chimie accueille Frieder Jäkle en tant qu’Ambassadeur des sciences chimiques en France

Pourquoi le Bore est-il un élément chimique si intéressant pour la préparation de matériaux organiques fonctionnels ?

Situé à gauche du carbone dans le tableau périodique, le bore possède un électron de moins disponible pour les liaisons. Ce déficit génère des scénarios de liaison uniques et très intéressants du point de vue des applications. Un exemple notable est la capacité du bore à impliquer ses trois électrons de valence dans la délocalisation π avec des substituants organiques. Les électrons dans ces composés sont facilement excités par des stimuli externes, ce qui impacte beaucoup les propriétés optiques et électroniques. L'absorption et l'émission de lumière de longueur d'onde élevée, ainsi que le transport plus aisé des porteurs de charge, sont parmi les conséquences les plus intéressantes pour la conception de matériaux organiques fonctionnels. Le déficit en électrons des composés du bore permet également des échanges dynamiques de paires d'électrons avec des composés riches en électrons (interactions de type acide-base de Lewis). Ces interactions peuvent aussi être exploitées dans diverses applications comme les capteurs, les interrupteurs moléculaires ou les matériaux supramoléculaires.

Quelles grandes avancées peut-on prévoir dans les cinq à dix années à venir pour ces matériaux?

Les développements récents de stratégies de synthèse pour incorporer ou fixer du bore à des matériaux organiques (macro)moléculaires ont boosté le champ des applications possibles. J'envisage notamment des avancées majeures dans l'utilisation de systèmes π contenant du bore en électronique organique et en imagerie biologique. Le domaine des polymères contenant du bore a également connu une diversification remarquable, avec une myriade d'applications en cours d'exploration. Je citerai notamment les réactifs et catalyseurs recyclables supportés par des polymères, les capteurs de glucides, l’imagerie dans le domaine biomédical, les matériaux de type n pour les transistors, les cellules solaires entièrement polymères et les électrolytes solides pour les batteries. Un domaine particulièrement enthousiasmant est celui des matériaux supramoléculaires dynamiques, avec une explosion de projets de recherche ces dernières années. La formation de liaisons dynamiques covalentes et non covalentes avec le bore offre des opportunités pour développer des matériaux supramoléculaires qui se comportent comme des polymères mais qui sont plus facilement recyclés ou revalorisés en fin de vie, tout en présentant également des effets souhaitables d'autoréparation et de mémoire de forme. Les propriétés uniques de liaison du bore pourraient avoir ici un impact considérable.

Qu’attendez-vous de cette tournée de conférences dans les laboratoires français ?

Je suis extrêmement enthousiaste à l'idée de rencontrer et de renouer avec mes collègues en France. Ces liens remontent à de nombreuses années, d'abord lors d’un programme d'échange scolaire au lycée, puis en tant que jeune chercheur en visite à Marseille, et plus récemment, lors du 17e Congrès international sur la chimie du bore à Rennes. Tellement de recherches impressionnantes sont menées en France dans le domaine de la chimie du bore ainsi que dans celui des matériaux supramoléculaires et polymères ! Cette tournée de conférences sera une merveilleuse opportunité d’échanger sur nos travaux, de renforcer nos interactions et, espérons-le, d’établir de nouvelles collaborations. Bien sûr, j'attends également avec impatience de savourer la cuisine française en compagnie de collègues et amis et avoue ne jamais résister à un bon verre de vin rouge accompagné d’un délicieux fromage.

Rédacteur: AVR