– LUMinNanoH

Les nanoparticules sont couramment utilisées pour la détection optique et l'imagerie de biomolécules. En raison de leurs propriétés structurelles, électroniques et optiques adaptatives, les systèmes hybrides métal-biomolécules sont très prometteurs pour le développement de nouveaux matériaux. Dans ces systèmes, selon la nature de l'interface métal-organique, il est possible soit d'amplifier, soit, à l'inverse, d'inhiber la fluorescence. Bien qu'il s'agisse d'un avantage indéniable, il est pourtant difficile de rationaliser ces effets et cela freine considérablement le développement d'applications. Dans ce projet LUMinNanoH, notre but est de comprendre l'interface métal-organique par une approche type 'bottom-up' et son influence sur les propriétés d'émission des nanohybrides. A travers des approches expérimentale et théorique, notre objectif est d'étudier des systèmes hybrides de taille nanoscopique dont les propriétés optiques sont façonnées sur mesure. Combinées à une approche moléculaire de chimie quantique, des expériences de fluorescence statique ou résolue en temps sont planifiées sur des nanohybrides soit isolés, soit en solution dans des microgouttes. L'originalité de la démarche est d'associer : (i) des expériences sur des systèmes modèles (agrégats de métaux nobles – colorant ou agrégats de métaux nobles – peptides), qu'il sera possible de comparer à des calculs ab initio. Cela permettra une description complète de la structure et des propriétés optiques dans ces systèmes modèles et d'accéder à leur dynamique. En particulier, de ces études conjointes, devrait émerger une meilleure compréhension de la balance entre les processus radiatifs et non radiatifs. (ii) Une caractérisation de la dynamique d'émission dans des systèmes nanohybrides soit isolés soit à divers stades de solvatation (de nanohybrides entourée d'une couche de solvatation à des nanohybrides solvatés dans une microgouttelette). Les premières expériences seront réalisées dans des gouttes contenant des nanoparticules de métaux nobles conjuguées d'abord avec des molécules de colorant, puis avec des protéines. Le but ultime du projet est de sonder les propriétés optiques de nanohybrides au niveau de la molécule unique et de construire les bases fondamentales requises pour le développement de futures applications.