Nano-objets polarisants pour la caractérisation par RMN du solide associée à la Polarisation Dynamique Nucléaire (PDN) – PasseMuraille

En plus de progrès dans l’ingénierie moléculaire et des matériaux, il existe un fort besoin d’une technique à résolution atomique et largement utilisable pour permettre la conception des matériaux de demain. Parmi les outils disponibles, la résonance magnétique nucléaire (RMN) occupe une place de choix car cette spectroscopie repose sur des observables locaux et qui ne nécessitent pas d’ordre à longue distance. Cependant, la RMN possède un point faible qui est son inhérente faible sensibilité. Récemment, la Polarisation Dynamique Nucléaire (DNP) a permis de changer la donne en boostant de manière exceptionnelle la sensibilité de la RMN. Ainsi, des expériences RMN jusqu’ici exclues sont maintenant possibles en routine grâce à la DNP, avec une augmentation des signaux par un facteur 100, ce qui se traduit par un gain en temps par un facteur 100 000 ! Cependant, malgré ces succès, l’utilisation de la RMN DNP reste difficile voire impossible pour la caractérisation de systèmes ayant des surfaces réactives. En outre, une perte d’efficacité majeure est observée au-delà de la température de transition (140 K) des matrices de solvants utilisées. Le but de ce projet est de concevoir des matériaux polarisants pour une DNP efficace à hauts champs et permettant de dépasser les limites actuelles de la RMN du solide utilisant la DNP. Le premier objectif de ce projet est de préparer des silices mésoporeuses et des nanoparticules de type coeur/coquille contenant des biradicaux stables d’architecture moléculaire optimisée. Le développement de nouvelles stratégies pour la RMN du solide DNP à des températures proches de l’ambiante sera le deuxième objectif. La caractérisation structurale par RMN DNP de surfaces très réactives tels que des catalyseurs hétérogènes contenant des fragments métallo-alkyles ou métallo-hydrures de surface sera le troisième objectif et validera la preuve de concept. La réussite même partielle de ces objectifs sera déjà un succès avec une plus-value immédiate.