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En direct des laboratoires de l'Institut de chimie

Actualités 2014

 

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Les sulfates pour des matériaux énergétiques « verts »

spitzer

Jusqu’à présent, l’usage des sulfates en pyrotechnie se restreignait à la production d’effets spéciaux : coloration de flamme, production de flash lumineux ou combustions intermittentes.  En mélangeant des fines particules de sulfates métalliques à une poudre d’aluminium nanométrique, les chercheurs du laboratoire « Nanomatériaux pour les systèmes sous sollicitations extrêmes » (CNRS / Institut Saint-Louis / Université de Strasbourg) ont obtenu des substances explosives présentant le triple avantage d’être à la fois très réactives, non-toxiques et particulièrement sûres à mettre en œuvre. Ces travaux sont publiés le 20 février 2015 dans la revue Angewandte Chemie. Lire la suite

 

Une nouvelle méthode pour comprendre la réactivité de nanocatalyseurs

lafon

Le contact de matière réactive à la surface d’un catalyseur est souvent le facteur limitant pour la vitesse d’une réaction catalytique et le taux de conversion des réactifs. Des nanosphères de silice baptisées KCC-1, fonctionnalisées en surface avec des fonctions amines ou nitrures pour augmenter leur réactivité, montrent que lorsque la proportion d’azote de surface augmente, leur activité catalytique diminue de manière inattendue. Ce comportement vient d’être expliqué par des laboratoires du CNRS et de l’Université de Lille (*) en collaboration avec l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (Suisse) et le Tata Institute for Fundamental Research (Inde). Ces résultats font l’objet d’une publication dans la revue Angew. Chem. Lire la suite

 

Un nouveau catalyseur pour des réactions d’oxydation plus vertueuses

banse

Pour réaliser des réactions d’oxydation, on utilise généralement des oxydants nocifs ou toxiques en travaillant à haute température et haute pression. Inspirés par des processus d’oxydation naturels, les chercheurs de l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay (CNRS / Université Paris-Sud) ont mis au point un système catalytique utilisant une source d'atome d'oxygène propre et renouvelable (H2O) comme oxydant, la lumière visible comme source d'énergie, un métal non noble et abondant (fer) comme catalyseur, et qui permet d’effectuer la réaction d’oxydation à pression atmosphérique et température ambiante. Ces résultats font l’objet d’un article dans la revue Chemical Science. Lire la suite

 

De nouvelles diodes organiques (PhOLEDs) pour de la lumière bleue

poriel

Une équipe de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS / Université de Rennes 1) en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire de photophysique et photochimie supramoléculaires et macromoléculaires (Cachan), du Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces (Palaiseau) et du Laboratoire nanosciences et innovation pour les matériaux, la biomédecine et l'énergie (Gif sur Yvette) vient de synthétiser de nouvelles générations de semi-conducteurs organiques possédant un haut niveau d'énergie de l'état triplet, adapté à leur utilisation dans des OLEDs phosphorescentes (PhOLEDs) émettrices de lumières bleues ou vertes. C'est la première fois que ce type de structures moléculaires est utilisé avec succès dans une PhOLED. Ces résultats sont publiés dans la revue Angew. Chem. Int. Ed.  Lire la suite

 

Mécanisme de détérioration de l’ADN sous irradiation UV

monari

La molécule de benzophénone est un vecteur efficace pour induire des dommages irréversibles à l’ADN sous l’effet de radiations UV.  Les chercheurs du laboratoire Structure et réactivité des systèmes moléculaires complexes (CNRS / Université de Lorraine) et du Laboratoire de chimie (CNRS / Université Lyon 1 / ENS Lyon) viennent de montrer par des calculs que la molécule de benzophénone pouvait se lier à l’ADN et comment elle était capable de transférer très efficacement une excitation UV provoquant ainsi des réactions en cascade menant à une détérioration de l’ADN.  Ce type d'étude ouvre la voie à la compréhension des mécanismes d’action de molécules photo-thérapeutiques antitumorales et à leur conception assistée par ordinateur. Ces travaux ont fait l’objet d’une publication dans le Journal of Physical Chemistry Letters. Lire la suite

 

Interrupteurs moléculaires : la chimie au service de l’électronique

clerac

A l’état solide, certains matériaux présentent un transfert d’électron déclenché par un stimulus extérieur comme la température, la lumière ou la pression. Ce phénomène de transfert d’électron induit est souvent associé à des propriétés thermochromes ou photochromes. Des chercheurs du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS) et de l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (CNRS) viennent de développer deux familles de molécules potentiellement intéressantes dans les domaines du stockage de l’information et des capteurs dans laquelle le transfert d’électron peut être modulé par un choix judicieux de ligands périphériques. Ces travaux sont publiés dans le Journal of American Chemical Society. Lire la suite

 

Plonger au cœur des batteries avec la résonance paramagnétique électronique

tarascon

Dans le cadre du réseau de recherche RS2E (réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie), des chercheurs du Collège de France et du Laboratoire de spectrochimie infrarouge et raman (CNRS / Université de Lille) ont adapté la RPE (résonance paramagnétique électronique) à l’étude des batteries, une technique d’analyse proche des méthodes d’imagerie médicale. Ils ont ainsi pu obtenir des informations sur l’évolution de la composition chimique d’une batterie en fonctionnement au cours du temps. C’est la première fois que la RPE est utilisée comme technique d’imagerie de batterie lithium-ion. Ces résultats font l’objet d’une publication dans la revue Nature Communications. Lire la suite

 

Nanoparticules : plus elles sont petites, plus elles collent entre elles

vonna

Des chercheurs de l’Institut de science des matériaux de Mulhouse (CNRS / UHA) ont montré pour la première fois l’effet de la taille des nanoparticules sur la cohésion de leur assemblage sur des surfaces. L’originalité de ce travail a été d’adapter à ces revêtements minces de ces nanoparticules le test de cavitation ultrasonore plus couramment appliqué à des matériaux massiques. Ces résultats sont parus dans la revue Nano Letters. Lire la suite

 

Des plastiques qui pourraient remplacer le graphène?

ewels

Depuis la découverte du graphène, les chercheurs n’ont pas cessé de lui trouver de nouvelles propriétés qui pourraient lui valoir de nombreuses applications en nanoélectronique. Cependant, ses propriétés électroniques ne sont pas encore totalement optimisées pour ces applications. Une équipe de l'Institut des matériaux Jean Rouxel (CNRS / Université de Nantes) vient de découvrir une nouvelle famille de matériaux stratifiés constitués de « polymères conjugués » qui se comportent comme un feuillet de graphène. Mais contrairement au graphène, les propriétés de ces nouveaux matériaux peuvent être très simplement modulées en changeant la composition chimique des chaînes de polymères. Ces travaux font l’objet d’une publication dans Nature Communications. Lire la suite

 

Le chat de Schrödinger à l'échelle moléculaire : expérience de localisation d'un électron interne dans une molécule

simon

Une équipe du Laboratoire de chimie physique-matière et rayonnement (CNRS/UPMC), en collaboration avec des équipes internationales(1), vient de réaliser une expérience de physico-chimie qui, par analogie avec la célèbre expérience de pensée du chat de Schrödinger, illustre le paradoxe de la mesure en mécanique quantique. Cherchant à mesurer si un électron émis par une molécule est initialement localisé ou non autour d'un atome particulier au sein de cette molécule, ils ont montré que le résultat diffère selon la manière dont la molécule se fragmente après avoir perdu l’électron. Les résultats sont publiés en ligne dans la revue Nature Communications. Lire la suite

 

Quand la biologie de synthèse suggère d’autres voies chimiques possibles aux origines de la vie

herde

L’équipe de Phil Holliger au Medical Research Council, Cambridge, GB, en collaboration avec Piet Herdewijn à l’Institut de biologie systémique et synthétique (CNRS / Université d’Evry), a créé des acides nucléiques artificiels appelés XNA, capables de catalyser des réactions enzymatiques sur d’autres acides nucléiques. Ces travaux, publiés dans la revue Nature, fournissent des indices sur les phénomènes à l’origine de la vie sur terre et permettent d’envisager le développement de nouvelles thérapeutiques prometteuses chez l’homme.

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Mesurer l’impact des nanotubes de carbone dans l’environnement

Avec l’utilisation toujours croissante des nanotubes de carbone dans l’industrie, la question de leur impact écologique se pose. Mais notre environnement, naturellement riche en carbone, rend la détection de nanotubes très délicate. Des chercheurs du Centre interuniversitaire de recherche et d'ingénierie des matériaux (CIRIMAT – CNRS / Université Toulouse III – Paul Sabatier / Institut national polytechnique de Toulouse), du Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes (LAAS-CNRS) et du Laboratoire d’écologie fonctionnelle et environnement (EcoLab - CNRS / Université Toulouse III – Paul Sabatier / Institut national polytechnique de Toulouse) ont mis au point une technique permettant de mesurer la quantité de nanotubes de carbone (NTC) présents dans des larves d'amphibiens après exposition. Lire la suite

 

Contrôler le relarguage de molécules actives en les encapsulant dans des polymères

monteux

Encapsuler le parfum permet de libérer progressivement son odeur. En s’inspirant d’une méthode habituellement utilisée pour déposer des membranes de polymères d’épaisseur bien contrôlée sur des surfaces solides, des chercheurs du Laboratoire sciences et ingénierie de la matière molle (CNRS/ESPCI/UPMC), en partenariat avec l’industriel de la parfumerie « Givaudan », ont réussi à encapsuler des gouttelettes de parfum de manière durable en empilant des polymères directement à la surface des gouttelettes. Ces résultats sont parus dans la revue Macroletters. Lire la suite

 

Mouillage des substrats microtexturés: des propriétés d'échelle utiles à la microfabrication

vonna

La rugosité ou la structure topographique de surface d’un matériau (substrat) est un paramètre déterminant pour le contrôle de sa mouillabilité(*) par un fluide. Des chercheurs de l’Institut de science des matériaux de Mulhouse (CNRS/ /Université de Haute-Alsace) et de l’Institut Charles Sadron (CNRS), tous deux membres de l’Institut Carnot MICA (Materials Institute Carnot Alsace), ont montré qu’il était possible de reproduire à l’identique des phénomènes de mouillage, en faisant varier de façon homothétique des longueurs caractéristiques décrivant la topographie d’une surface. Ces travaux sont parus dans le journal Langmuir. Lire la suite

 

Apparition de la vie sur Terre : des sucres produits à partir de glaces interstellaires simulées en laboratoire

hendecourt

Une équipe interdisciplinaire de l’Institut d’astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) et de l’Institut de chimie de Nice (CNRS/Université de Nice) a mis en évidence pour la première fois en laboratoire, la formation de molécules organiques de la famille des sucres à partir de glaces similaires à celles présentes dans les nuages denses du milieu interstellaire. Lire la suite

 

Des couches minces performantes pour les cellules solaires à base de pérovskite

pauporte

Les panneaux solaires en silicium composent de nos jours la majorité des systèmes convertisseurs de lumière solaire en électricité. Cependant, ces dispositifs ont un coût relativement élevé. Les semiconducteurs élaborés à partir de solutions restent les matériaux de choix pour une utilisation photovoltaïque. Des chercheurs de l’Institut de recherche de chimie-Paris (CNRS/École nationale de chimie de Paris) ont développé des procédés originaux pour l’élaboration des couches actives de cellules à base de pérovskite hybride. Ces résultats sont parus dans le journal Advanced Energy Materials. Lire la suite

 

Un catalyseur au fer et de la lumière pour réduire le dioxyde de carbone

robert

Le dioxyde de carbone (CO2), puissant gaz à effet de serre dont l’accumulation dans l’atmosphère atteint des concentrations critiques pour le climat, est une molécule particulièrement stable. Ce déchet issu de l’utilisation des énergies fossiles peut cependant constituer une source de carbone afin de produire des composés d’intérêt pour l’industrie comme le monoxyde de carbone (CO), voire des carburants comme le méthanol. Cependant, cette transformation nécessite un catalyseur et une source d’énergie. Une équipe du Laboratoire d’électrochimie moléculaire (CNRS/Université Paris Diderot) a pris le parti d’utiliser un catalyseur à base de métal non noble (du fer) et une source d’énergie inépuisable (lumière solaire visible) pour réaliser la réduction photochimique du CO2 en CO. Par l’adjonction d’un composé organique très peu coûteux, les chercheurs ont montré que la réduction catalytique était sélective en CO et durait plusieurs dizaines d’heures sans dégradation du système catalytique. Ces travaux sont publiés dans le Journal of the American Chemical Society.

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Une nouvelle voie de synthèse non-polluante pour obtenir des zéolithes de taille nanométrique

mintova

La zéolithe faujasite (FAU) joue un rôle majeur en catalyse, notamment en craquage (FCC) et hydrocraquage (HCK) de pétroles lourds en carburants. Actuellement, les nanocristaux de faujasite sont obtenues à l’aide d’un agent structurant organique non-respectueux de l'environnement, non-recyclable et coûteux. Les chercheurs du Laboratoire catalyse et spectrochimie (CNRS/ENSICAEN/Université de Caen) viennent de mettre au point une nouvelle approche pour la conception rationnelle de ces nanocristaux, en l’absence d’agent structurant organique. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Materials.

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