Nanostructures Organiques pour la réalisation de Membranes Actives Dynamiques – NOMAD

Un enjeu des nanotechnologies est la conception de surfaces ayant des interactions de plus en plus élaborées avec leur environnement. Ces systèmes répondent aux besoins de domaines technologiques extrêmement variés : croissance de nanomatériaux, capture, filtration, séparation de produits chimiques, catalyse ultra-spécifique, capteurs chimiques, biologiques ou environnementaux, MOEMS ou NOEMS, acheminement conditionnel de substances actives, tissus et organes biologiques artificiels, ou composants optoélectroniques. Ils prennent souvent la forme de membranes nanostructurées, libres ou supportées, opérant dans un environnement fluide. Le façonnage de ces surfaces à l’échelle moléculaire procède soit d’une nano-structuration de matériaux traditionnels, soit d’une synthèse directe par auto-assemblage de constituants élémentaires. Des progrès spectaculaires ont été enregistrés récemment dans la maîtrise de l’auto-assemblage par physisorption de molécules sur substrats cristallins. A la pointe de ces recherches, les partenaires de NOMAD ont développé des systèmes inédits, avec successivement : .La réalisation d’une matrice nano-poreuse auto-assemblée à l’interface entre une solution et un substrat de graphite HOPG, capable de capter une molécule cible puis de guider sa diffusion en surface (2006). .La mise en évidence d’une extrême sélectivité chimique de cette diffusion intra-membrane (2006). .La modulation à la demande de la topologie de telles matrices suivant une logique simple basée sur des « clips » intermoléculaires. (2007). .L’extension 3D de ces matrices dans la direction hors-plan (2008).L'objectif général de NOMAD est l’identification des champs d’application, les plus prometteurs, parmi les nombreux domaines actuellement identifiés, de tamis moléculaires de surface basés sur cette famille de composés innovants. Son caractère novateur tient à l’utilisation d’auto-assemblages de molécules physisorbées sur substrat cristallins à l’interface liquide solide comme surface active, une voie qui n’a encore jamais été explorée.. Les étapes principales pour cela seront : .La recherche des mécanismes à l’échelle moléculaire puis à l’échelle d’un composant modèle, de la capture et de la diffusion au sein de telles matrices. .la réalisation de récepteurs moléculaires au sein des nano-pores et la sensibilisation à des stimuli externes, chimiques ou optique. .L’étude des voies de mise en oeuvre pratique d’un tel tamis moléculaire actif dans un composant. Ce dernier point se conclura par la réalisation d’un démonstrateur combinant les principales avancées du projet.