Une surface très sophistiquée

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janvier 2013
La forme de la goutte d’eau illustre l’action des molécules accrochées au matériau : au contact d’une surface d’or hydrophile, elle s’étale (en haut). En bas, la surface a été recouverte par une monocouche de calixarènes hydrophobes : la goutte s’arrondit.
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Des chimistes rennais maîtrisent la conception d’un matériau à l’échelle moléculaire.

Ce matériau se fabrique en assemblant plusieurs éléments à l’échelle du nanomètre (10-9m) ! Le premier élément est un substrat en carbone, platine ou or. Le deuxième est constitué de molécules organiques : des sels d’aryldiazonium, qu’il faut accrocher au substrat. « L’avantage de ces molécules est que l’on peut les attacher de façon très robuste sur une grande variété de substrats. Le problème est qu’elles sont très réactives et ont tendance à former des paquets épais et désordonnés, explique Corinne Lagrost, chercheuse à l’Institut des sciences chimiques de Rennes(1). C’est pourquoi nous avons travaillé sur une nouvelle méthode, à partir d’un autre type de molécules : les calixarènes, qui ont l’avantage de s’auto-organiser, et que l’on transforme en aryldiazonium. » Les calixarènes sont des molécules cycliques qui forment sur la surface du matériau des sortes de plots dont les chimistes peuvent contrôler le diamètre (1,2 nm environ). C’est là tout l’intérêt : « C’est très important pour assembler le troisième élément via l’accrochage d’objets moléculaires spécifiques, comme des protéines, des nanoparticules, des brins d’ADN... On contrôle ainsi la répartition spatiale de ces objets sur la surface du matériau à l’échelle moléculaire. »

Ces résultats ont été publiés récemment(2) par l’équipe rennaise et deux autres laboratoires de Paris(3) et Bruxelles(4). Et une start-up est en cours de création en Belgique pour commercialiser ce matériau de base : un système à haute valeur ajoutée qui devrait permettre de faire de l’analytique à haut débit.

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