Dessiner sur des mat茅riaux quantiques avec des mol茅cules
Les civilisations ont connu l鈥櫭e de pierre, de bronze et de fer. C鈥檈st maintenant au tour des mat茅riaux quantiques de r茅volutionner nos vies gr芒ce aux travaux des chercheurs de l鈥橧nstitut national de la recherche scientifique (INRS) et de l鈥橴niversit茅 平特五不中.
Le , chercheur 脿 l鈥橧NRS et sp茅cialiste des mat茅riaux quantiques. De l鈥櫭﹑aisseur de quelques atomes, ces mat茅riaux ont des propri茅t茅s optiques, magn茅tiques et 茅lectriques remarquables. Ses recherches se concentrent sur la cr茅ation de motifs 脿 la surface des mat茅riaux quantiques pour en changer les propri茅t茅s fondamentales.
芦鈥塋a forme que l鈥檕n donne 脿 ces dessins va influencer les propri茅t茅s induites 脿 la surface鈥壜�, lance le professeur. Cela pourrait servir pour des dispositifs (opto)茅lectroniques, tels que les transistors les photocapteurs, mais aussi pour les dispositifs de biod茅tection.
L鈥檈xpert en mat茅riaux quantiques vient de faire un grand pas vers l鈥檃vant en synth茅tisant des macrocycles, de grosses mol茅cules circulaires, sur une surface de graphite. Ce mat茅riau est constitu茅 d鈥檜n empilement de graph猫ne, un feuillet de l鈥櫭﹑aisseur d鈥檜n seul atome compos茅 d'atomes de carbone. Le graph猫ne est consid茅r茅 comme un mat茅riau quantique.
芦鈥塈maginez les macrocycles comme de petits blocs Lego. Si on cherche 脿 faire la construction d鈥檜n anneau en solution, c鈥檈st-脿-dire dans un m茅lange homog猫ne o霉 les blocs sont dilu茅s, ce n鈥檈st pas possible. Par contre, si on les met sur une table, on arrive 脿 le faire鈥壜�,鈥塺apporte le professeur Orgiu, auteur principal de l鈥櫭﹖ude dont les ont 茅t茅 publi茅s en ligne le 18 f茅vrier dans la revue ACS Nano.
La chercheuse postdoctorale du groupe d鈥橢manuele Orgiu, Chaoying Fu, qui est la premi猫re auteure de l鈥櫭﹖ude, a trouv茅 un moyen d'utiliser les macrocycles pour dessiner des motifs mol茅culaires sur la surface d'un mat茅riau.
芦鈥塈ls sont d茅pos茅s en solution sur la surface et, lorsque le liquide s鈥櫭﹙apore, il ne laisse derri猫re que les mol茅cules. On peut pr茅voir comment elles vont s鈥檃ssembler, mais c鈥檈st la nature qui les aligne gr芒ce aux interactions avec les mol茅cules voisines et la surface鈥壜�, explique le professeur Orgiu.
L鈥櫭﹖ude a 茅t茅 r茅alis茅e en collaboration avec Dmitrii F. Perepichka, un professeur au d茅partement de chimie 脿 l鈥橴niversit茅 平特五不中. Son expertise a permis de comprendre comment certaines mol茅cules pouvaient s鈥檃ssembler 脿 la surface du graphite.
芦鈥塁鈥檈st un bel exemple d鈥檜ne approche multidisciplinaire o霉 nous avons combin茅 nos connaissances en synth猫se organique et en science des surfaces, dit-il. Le niveau de contr么le que nous avons pu exercer sur la forme et la structure des mol茅cules synth茅tis茅es est tout 脿 fait remarquable.鈥壜�
D鈥檃pr猫s le professeur Orgiu, la taille et la forme des macrocycles offrent des perspectives de recherches int茅ressantes pour modifier davantage les propri茅t茅s des mat茅riaux quantiques.
芦鈥塋鈥檃vantage de ces mol茅cules vient des larges pores dans leur structure. 脡ventuellement, nous pourrions utiliser nos macrocycles comme gabarit et remplir les pores avec des biomol茅cules qui favoriseraient les propri茅t茅s de biod茅tection de la surface. C'est certainement l'une de nos prochaines 茅tapes pour de futurs projets. 禄
En image :
(Gauche) Image exp茅rimentale de sept macrocycles sur une surface de graphite acquise par un microscope 脿 effet tunnel. (Droite) Un macrocycle simul茅 sur une surface de graph猫ne.
脌 propos de l鈥櫭﹖ude
鈥� de Chaoying Fu et coll. a 茅t茅 publi茅 dans ACS Nano.
DOI :
Cette recherche a 茅t茅 financ茅e par le , le , la et le .
脌 propos de l'INRS
L'Institut national de la recherche scientifique (INRS) est le seul 茅tablissement au Qu茅bec d茅di茅 exclusivement 脿 la recherche et 脿 la formation aux cycles sup茅rieurs. Ses professeurs et ses 茅tudiants rayonnent dans le monde entier. En partenariat avec la communaut茅 et l'industrie, l'INRS est fier de contribuer au d茅veloppement de la soci茅t茅 par ses d茅couvertes et la formation d'une rel猫ve capable d'innovation scientifique, sociale et technologique.
脌 propos de l鈥橴niversit茅 平特五不中
Fond茅e en 1821, 脿 Montr茅al, au Qu茅bec, l鈥橴niversit茅 平特五不中 figure au premier rang des universit茅s canadiennes offrant des programmes de m茅decine et de doctorat et se classe parmi les meilleures universit茅s au Canada et dans le monde. Institution d鈥檈nseignement sup茅rieur de renomm茅e mondiale, l鈥橴niversit茅 平特五不中 exerce ses activit茅s de recherche dans deux campus, 11 facult茅s et 13 茅coles professionnelles鈥�; elle compte 300 programmes d鈥櫭﹖udes et au鈥慸el脿 de 40鈥�000 茅tudiants, dont plus de 10鈥�200 aux cycles sup茅rieurs. Elle accueille des 茅tudiants originaires de plus de 150 pays, ses 12鈥�800 茅tudiants internationaux repr茅sentant 31 % de sa population 茅tudiante. Au鈥慸el脿 de la moiti茅 des 茅tudiants de l鈥橴niversit茅 平特五不中 ont une langue maternelle autre que l鈥檃nglais, et environ 19 % sont francophones.
