Confinement de chaleur dans des nanoparticules coeur-coquille de bleus de prusse pour une action photothermique – HOTSPOT

Le concept de "nano-point chaud" consiste en la création d'un chauffage très localisé à la surface de nanoparticules inorganiques soumises à des stimuli externes dans certaines conditions particulières. Ce phénomène permettant l'assimilation des nanoparticules à des "nano-points chauds" dans un environnement froid a suscité beaucoup d'intérêt en raison des nombreux avantages qu'il présente dans un large éventail d'applications, y compris dans le domaine biomédical, la catalyse, les réactions chimiques et biologiques et d'autres. Cependant, les preuves directes de ce concept n'ont pas encore été apportées et la conception rationnelle de "nano-points chauds" n'a jamais été étudiée. L'objectif du projet HOTSPOT consiste à concevoir des agents photothermiques intelligents avec un transfert de chaleur contrôlé à l'échelle nanométrique afin de produire et de démontrer un effet de "point chaud" optimisé. Pour atteindre cet objectif, nous nous concentrons sur la conception de nanoparticules de bleu de Prusse comme cœurs nano-chauffeurs photothermiques (sous irradiation proche infrarouge) enveloppés d'une coque isolante en silice de différentes épaisseurs offrant un confinement thermique modulable à l'échelle nanométrique. Les capteurs de température intégrés seront utilisés pour assurer la détection de la température pendant l'activation photothermique : (i) dans le cœur du nano-chauffeur par spectroscopie Raman/IR de la vibration ?(CN) dépendante de la température des nanoparticules de bleu de Prusse, (ii) dans la coque de silice par l'intermédiaire des complexes ß-dicétonates de lanthanides encapsulés dans les pores en tant que nanothermomètres auto-référencés émissifs, et (iii) dans la couronne à l'échelle nanométrique, à une distance variable de la surface des nanoparticules en employant des complexes ß-dicétonates émissifs dans le proche infrarouge et ancrés à la surface. Le transfert de chaleur sera étudié en combinant expériences et modélisation théorique afin de fournir une carte de température à l'échelle nanométrique. Nous souhaitons valider la pertinence de notre concept en surveillant l'interaction (fusion) d'une bicouche lipidique supportée mimant la membrane cellulaire avec une seule nanoparticule lors de l'activation photothermique en utilisant la Microscopie à Force Atomique couplée à la spectroscopie fluorescente.