Fabrication de nanocomposites assistée par résonance plasmon de systèmes métal/chromophores – PhotoPlasm

Le projet s'est organisé autour de L. BALAN qui est spécialisée dans la synthèse et la caractérisation des nanoparticules métalliques (NPMs) et qui s'est fortement investie dans la photonique et la photochimie de ces systèmes depuis son arrivée au DPG. Ses compétences, ajoutées à celles de JP MALVAL spécialisé dans les études photophysiques visant à identifier et mesurer les interactions spécifiques des états excités des chromophores interagissant avec les MNPs forment le c?ur scientifique de ce projet. R. SCHNEIDER y apportera sa compétence dans la synthèse organique. Plus spécifiquement, il développera des méthodes originales pour créer des "espaceurs" sur les chromophores afin de permettre la création d'édifices supramoléculaires MNP/chromophore à géométrie contrôlée. Bien que n'apparaissant pas en tant qu'associé, le groupe du LETI jouera un rôle important dans la partie caractérisation de nanoobjets. L. FREY effectuera des calculs sur la distribution spatiale du champ de plasmon autour de MNPs et placera les équipements de caractérisation de la particule unique à la disposition du projet. Le projet proposé a pour objectif d?élaborer une nouvelle famille de photoamorceurs basé sur l?assemblage de chromophores greffés à la surface des nanoparticules métallique. Ces photoamorceurs seront utilisé à la fabrication de nouveaux matériaux métal/polymère par voie photochimique. Les NPMs ont suscité un grand intérêt scientifique en raison de leurs propriétés qui ouvrent de nombreuses perspectives en catalyse, en optique, en magnétisme ou en micro- et en nanofabrication. Le développement de nouvelles voies de synthèse de NPMs de morphologies contrôlées [DPG-PHOTON] et leur fonctionnalisation par des chromophores [DCPR-Nancy] sera le premier objectif de ce projet. La topologie du plasmon local, à priori anisotrope, devrait induire une photosélection des transitions électroniques dans le chromophore associé à la nanoparticule. Le comportement photonique des NPMs portant des chromophores est supposé dépendre de nombreux paramètres (propriétés photophysiques intrinsèques du chromophore, distance et orientation du champ, effets spécifiques de macrocage). L?étude photophysique des systèmes NPM-chromophore constituera le deuxième objectif du projet [DPG-PMP]. Le champ local dans le voisinage immédiat des NPMs et son absorption par le chromophore associé, devrait exalter la réactivité photochimique des nanostructures. L'étude de cet effet dans la nanofabrication constituera le troisième objectif de ce projet [DPG-PHOTON]. Le plasmon de surface induit par l'illumination des NPMs se comporte comme une source de lumière, dont la dimension est inférieure à la longueur d'onde. En utilisant de telles sources, il est possible de restreindre le volume réactionnel et d'obtenir une photopolymérisation contrôlée au tour de la nanoparticules. De cette façon, il sera possible de produire des nanoobjets hybrides (MNPs/polymère). La synthèse des NPMs, des systèmes hybrides inorganique/organique, les nanocomposites métal/polymère et l'étude des propriétés physico-chimiques de ces nanomatériaux, sont de nouveaux champs de recherche dans le groupe PHOTON qui s'oriente vers la micro- et la nanofabrication à partir de photopolymères. A plus longue échéance, les nombreuses propriétés des systèmes NPMs/photopolymères devraient ouvrir de nouveaux champs de collaboration particulièrement intéressants avec la communauté de la nanophotonique.