SIRIUS
Dans la chimie moderne il est très compliqué de contrôler, pour une réaction donnée, l’endroit précis où va se dérouler cette réaction sur les molécules impliquées. C’est cependant crucial : cela peut ouvrir de nouvelles perspectives en chimie de synthèse, biochimie et chimie des matériaux. La formation de polymères 2D pourrait par exemple améliorer la fonctionnalité des dispositifs semi-conducteurs.
La fabrication de la prochaine génération d’objets électroniques portables et flexibles reposera sur le développement d'une électronique à faible coût et à haute performance utilisant des films semi-conducteurs organiques. L’optimisation des processus pour les fabriquer nécessite de comprendre comment la chimie des surfaces affecte la croissance de ces films.
Les dichalcogénures de métal*, lamellaires, constituent une classe de matériaux exceptionnels présentant des propriétés électroniques et chimiques remarquables à l'échelle de quelques monocouches.
Des scientifiques de Grenoble et Lyon font état de la synthèse en deux étapes d'un film mince lamellaire de disulfure de titane (TiS2) sur une plaquette - ou « substrat plan » - d'oxyde de silicium thermique.
Les copolymères à blocs (en anglais : Block copolymers, BCP) sont omniprésents dans notre vie quotidienne en entrant par exemple dans la composition de produits tels que les rubans adhésifs et les cosmétiques. Ces macromolécules sont produites en combinant deux chaînes polymères chimiquement distinctes (les "blocs"), qui peuvent être incompatibles (comme l'huile et l'eau). À l'échelle nanométrique, la ségrégation de ces blocs produit des structures complexes.
Que ce soit pour produire la prochaine génération d'écrans des téléphones portables extensibles et pliables, ou des tatouages électroniques mesurant les données biométriques, la compréhension de l'auto-assemblage des polymères conjugués* est essentielle. L’étude décrite ici porte sur le poly(3-hexythiophène) (P3HT), un polymère conjugué usuel dont l'assemblage à l'échelle nanométrique a pu être induit, contrôlé et stabilisé par un dopage oxydatif. Des résultats confirmés par la technique GIWAXS sur la ligne SIRIUS.
L'impact de l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre sur le réchauffement de la planète pousse à améliorer les moyens de séparation, de captage et/ou de stockage du CO2. Les matériaux métallo-organiques poreux, qui sont constitués de nœuds métalliques reliés par des molécules organiques, sont largement étudiés et développés à ces fins. En particulier, les MOP (pour polyhèdres métallo-organiques) possèdent une cavité interne qui leur confère une porosité intrinsèque, tandis que leur nature moléculaire les rend facilement modifiables.
Les matériaux luminescents, qui continuent à émettre de la lumière après avoir été éclairés, trouvent des applications dans notre vie quotidienne, par exemple dans les dispositifs d’éclairage. Pour ce type d’application, les cristaux bidimensionnels (2D) organométalliques sont très prometteurs. Leur luminescence peut être fortement augmentée par le phénomène d'émission induite par l'agrégation (EIA). Comprendre et contrôler l’EIA pourrait permettre d’obtenir à faible coût des matériaux 2D photoluminescents à température ambiante.
L'électronique moléculaire permet le développement d’applications révolutionnaires pour les panneaux photovoltaïques, l'éclairage, les écrans, les capteurs, l’électronique flexible… Elle vise à proposer une alternative aux circuits en silicium conventionnels, qui ont atteint leurs limites de miniaturisation. Son principe : utiliser des « Légo® » moléculaires qui s'auto-assemblent en domaines assurant le transport des charges électriques – la taille des composants électroniques est ainsi drastiquement réduite.