DS10 - Défi des autres savoirs

Spectroscopie de paires d'ions isolées et microsolvatées – IONPAIRS

Résumé de soumission

Les paires ioniques sont des objets omniprésents dans la Nature, depuis l’eau de mer, les aérosols, jusqu’aux organismes vivants. Ces paires constituent les toutes premières étapes de la cristallisation des espèces ioniques, influencent les propriétés des solutions concentrées en ions ou des liquides ioniques, et jouent ainsi un rôle majeur dans d’innombrables applications. Bien qu’étant rencontrées dans de nombreux domaines de la Physique, la Chimie ou la Biologie, leur caractérisation est rendue compliquée par la coexistence de plusieurs types de paires ainsi que par leur nature transitoire en solution. La recherche dans ce domaine rassemble essentiellement, soit des expériences en phase condensée, soit des simulations par dynamique moléculaire classique et ab intio. L’interface expérience-théorie reste ainsi balbutiante, les objets expérimentaux étant trop complexes pour que le calcul puisse produire des valeurs d’observables avec la précision requise pour être comparées aux mesures.

Ce projet consiste à examiner les paires ioniques globalement neutres à l’échelle de l’atome par des études de spectroscopie IR et UV en phase gazeuse, combinées à des calculs de chimie quantique. Un dispositif expérimental dédié sera développé afin de révéler les propriétés optiques des paires d’ions de chaque type, amenant ainsi, avec l’aide de méthodes théoriques de haut niveau, à la caractérisation de leur structure tridimensionnelle et des interactions qui les contrôlent. Cette approche sera appliquée à une grande variété de systèmes, isolés et microsolvatés, dans une série d’expériences où chaque paire d’ions ou molécules de solvant est ajoutée de manière contrôlée. Plusieurs questions fondamentales issues de trois domaines scientifiques différents seront ciblées, démontrant ainsi le potentiel de cette nouvelle approche : l’influence des contre-ions présents dans l’environnement sur la structure des biomolécules chargées, la capacité d’un solvant à dissocier une paire d’ions, ou encore les premières étapes de la cristallisation d’espèces ioniques seront étudiées à l’échelle microscopique de manière originale. Les résultats obtenus devraient démontrer que les paires d’ions sont des objets ouvrant de nouveaux horizons pour les physico-chimistes de la phase gazeuse, et ainsi promouvoir l’établissement de liens nouveaux entre les différentes communautés scientifiques.

Coordinateur du projet

Monsieur Eric Gloaguen (Laboratoire Interactions Dynamiques et Lasers)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LIDYL - CNRS IDF SUD Laboratoire Interactions Dynamiques et Lasers

Aide de l'ANR 294 425 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2016 - 48 Mois

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