RMN hyperpolarisée pour l'étude de la nucléation et la cristallisation sous confinement – MICRONMR

La cristallisation est à la base de processus essentiels de notre vie quotidienne. Le contrôle de la cristallisation est primordial pour les matériaux polymorphes car chaque forme crystalline constitue potentiellement un nouveau matériau aux propriétés uniques. Bien que la cristallisation en confinement soit apparue comme une stratégie prometteuse pour la sélection de polymorphes, l’absence de compréhension des mécanismes de la cristallisation empêche aujourd’hui son contrôle rationnel. Le chaînon manquant est une approche analytique pour accéder aux détails structuraux au niveau atomique de la séquence d'événements conduisant à la formation d'un polymorphe à partir d'une solution confinée avec une résolution temporelle suffisante (ms-s). En capitalisant sur la spécificité chimique de la résonance magnétique nucléaire (RMN) et sur l'amélioration de la sensibilité RMN offerte par la polarisation dynamique nucléaire en phase solide (MAS DNP), MICRONMR développera un ensemble de méthodes expérimentales pour comprendre les mécanismes de cristallisation en confinement. Plus spécifiquement, la technique MAS DNP sera combinée avec la microfluidique et la chimie des polymères pour :
1) capturer des « clichés » des processus de cristallisation confinée se produisant dans deux types de réacteurs compatibles avec la MAS DNP ; 2) identifier dans chaque cas les détails structuraux et morphologiques clés des espèces transitoires (Å-um) via la MAS DNP ; 3) explorer l'effet de l'application de champs externes sur la cristallisation confinée pour des systèmes polymorphes difficiles, tels que les solides pharmaceutiques moléculaires.
En révélant des aspects de la cristallisation actuellement inaccessibles, MICRONMR contribuera à un changement de paradigme dans le développement des matériaux en rationalisant leur cristallisation, ouvrant de nouvelles voies vers le polymorphisme ciblé en science des matériaux.