Anh-Thy BuiChercheuse à l’Institut des sciences moléculaires (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP)

Avec son projet ECLAT, Anh-Thy Bui, chercheuse à l’Institut des sciences moléculaires (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) est lauréate de l’appel à projet Emergence@INC2026. Par cet appel, CNRS Chimie accompagne des chercheuses et chercheurs - chargés de recherche ou maîtres de conférences - recrutés depuis 5 à 10 ans en finançant un projet novateur et en encourageant la prise de risque.

Votre projet ECLAT propose une stratégie originale pour l’étude des propriétés de luminescence des terres rares. Pouvez-vous nous en dire plus ?

Les terres rares sont des métaux stratégiques possédant des propriétés remarquables de luminescence qui les rendent indispensables à un large panel d’usages technologiques. Parmi les applications liées à ces propriétés optiques, on peut par exemple citer les lasers et les marqueurs luminescents pour l’imagerie biologique. Malgré leur omniprésence dans notre quotidien et l’attention portée à ces éléments en raison des enjeux géopolitiques et économiques (comme en témoigne le récent rapport d’expertise de l’ESCo Terres rares), certains mécanismes fondamentaux régissant leur luminescence sont encore mal compris. En particulier, l’interaction entre un ion lanthanide et une molécule organique dite « antenne »1 , spécifiquement conçue pour faciliter l’apport d’énergie au métal nécessaire à la luminescence, reste à élucider dans de nombreux cas de figure. 

Le projet ECLAT propose d’associer un ion lanthanide à une antenne particulière présentant une fluorescence retardée activée thermiquement2 , une classe de molécules qui suscite actuellement un fort intérêt pour le développement de dispositifs OLED. Lorsque les niveaux d’énergie de l’assemblage sont correctement ajustés, la fluorescence longue de cette antenne devient nettement moins sujette à une extinction par l’oxygène présent dans l’air, montrant ainsi une propriété typique du lanthanide. L’exploration de cette nouvelle famille de composés couvre leur design et leur synthèse par chimie organique et de coordination, ainsi que leur étude photophysique approfondie.

En quoi cette recherche est-elle émergente et à risque ? 

Au sein des nouveaux systèmes moléculaires que nous concevons, les niveaux d’énergie sont délibérément positionnés de sorte à faciliter l’interaction entre les différents états excités liés à la partie organique et au centre métallique. Cette synergie permet de faire émerger des propriétés de luminescence totalement inédites, absentes dans les composants pris séparément. D’un point de vue fondamental, l’ambition est donc multiple : nous cherchons à élargir le champ des réponses lumineuses moléculaires accessibles et à repousser les limites des connaissances en photophysique moléculaire via une ingénierie précise de ces états excités. Le défi principal du projet réside dans l’articulation étroite de deux expertises distinctes et complémentaires, en photophysique organique et en photophysique des lanthanides, afin de comprendre les mécanismes de transfert d’énergie.

Quelles pourraient-en être les principales retombées ?

Le projet ECLAT me permettra de consolider cette thématique émergente qui m’est propre et ainsi d’affirmer mon identité scientifique au niveau international. Il est attendu que l’aboutissement du projet apporte une meilleure compréhension des interactions entre colorants organiques et ions lanthanides et de leur influence réciproque sur les propriétés de luminescence. En s’attelant à des questions fondamentales, il pourrait ouvrir la voie à une nouvelle stratégie de conception de matériaux plus performants pour les dispositifs d’éclairage et les lasers. Nous envisageons déjà dans ce cadre la mise en place de collaborations pour compléter les études et développer ces aspects applicatifs.

Rédacteur : CCdM

• 1Une antenne organique permet d’absorber la lumière (grâce à un coefficient d’absorption plus élevé que celui de l’ion lanthanide) et de transférer l’énergie vers le lanthanide, ce qui permet son émission caractéristique.
• 2La fluorescence retardée activée thermiquement, aussi connue sous l’acronyme TADF (pour thermally-activated delayed fluorescence, en anglais), est un processus par lequel l’énergie stockée sur un état non (ou peu) émissif peut être restituée sous forme de fluorescence, grâce à une conversion entre les états.