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Protéger des molécules de colorant en les encapsulant dans des nanosphères d’or.
13 juillet 2011
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Lorsqu’ils sont excités par la lumière, de nombreux colorants organiques réagissent chimiquement et perdent leur coloration : c’est le photoblanchiment. Comment protéger ces molécules tout en leur conservant leurs propriétés optiques ? Des physiciens et des chimistes de Lyon et de Grenoble ont trouvé une solution à ce problème : encapsuler les molécules de colorant dans des coquilles d’or sphériques d’un diamètre de 200 nanomètres et épaisses d’une vingtaine de nanomètres. Dans ces nanocapsules tellement fines qu’elles sont transparentes à la lumière, les molécules de colorant ont la même luminosité qu’en solution. En revanche, elles blanchissent au bout d’une quarantaine de minutes dans des conditions d’éclairement dans lesquelles leur durée de vie habituelle est de moins de quatre minutes.
Parvenir à ce résultat a nécessité la collaboration de physiciens et de chimistes provenant de plusieurs laboratoires : le Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (CNRS / Univ. Grenoble 1), le Quantum Electronics Laboratory (Alger), le Laboratoire de Chimie (CNRS / ENS / Univ. de Lyon 1) et le Laboratoire de Spectroscopie Ionique et Moléculaire (CNRS / Univ. Lyon 1). Les chercheurs ont d’abord réalisé une émulsion avec un mélange d’eau, d’huile et de quelques additifs dont notamment un colorant organique. Fortement agité, ce mélange constitue une sorte de vinaigrette constellée de mini gouttelettes autour desquelles l’or s’assemble et prend sa forme sphérique. La comparaison des propriétés de ce colorant à l’intérieur ou à l’extérieur des nano-sphères a montré que le colorant conserve son habituelle propriété d’absorber de la lumière et, après un court instant, d’en réémettre. L’emprisonnement du colorant dans la nano-sphère évite en effet sa destruction en présence d’oxygène et de lumière. Ainsi encapsulé, le colorant pourrait être utilisé pour réaliser des filtres de protection contre des rayonnements laser, ou pour obtenir des marqueurs plus résistants pour l’imagerie biologique, le marquage de sécurité ou des peintures fluorescentes spéciales.
- Représentation de la lumière traversant la paroi transparente d’une nano-sphère d’or contenant un colorant rouge. Celui-ci brille d’autant plus qu’il est proche de la paroi.
En savoir plus
Transparent plasmonic nano-containers protect organic fluorophores against photobleaching, Soraya Zaiba1,2, Fréderic Lerouge3, Ana-Maria Gabudean1, Monica Focsan1, Jean Lermé4, Thibault Gallavardin3, Olivier Maury3, Chantal Andraud3, Stéphane Parola3 and Patrice L. Baldeck1. Nano Letters., page 4.17 (2011).
Contacts chercheurs
Patrice Baldeck, chercheur
Stéphane Parola, enseignant - chercheur
Jean-François Le Marechal, enseignant-chercheur
Informations complémentaires
1Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPhy), UMR 5588 :
2Quantum Electronics Laboratory, Physics Faculty (USTHB), El-Alia Bab-Ezzouar, 16111 Algiers, and Physics Department, Science Faculty UMBB, 35000 Boumerdes, Algeria
3Laboratoire de chimie de l’ENS, UMR 5182 :
4Laboratoire de Spectrométrie ionique et moléculaire, UMR 5579
Contacts INP
Jean-Michel Courty,
Catherine Dematteis,
Karine Penalba,
inp-communication cnrs-dir.fr
