Nanostructuration chimique en champ proche de métasurfaces plasmoniques pour la détection de nanoplastiques – COMET

Les métasurfaces plasmoniques suscitent un intérêt croissant en tant que capteurs optiques de nouvelle génération, en raison de leurs résonances à largeur de raie étroite (résonance de réseau ou SLR, pour surface lattice resonance). Alors que de nombreux efforts ont été déployés pour ajuster l’architecture des métasurfaces plasmoniques (taille, forme, pas de réseau, etc.) et améliorer ainsi leur sensibilité, peu d'attention a été accordée à leur chimie de surface pour la capture des analytes. La plupart des approches proposées jusqu'à présent pour la fonctionnalisation des métasurfaces plasmoniques reposent sur l’auto-assemblage de thiols. Ce type d’approche conduit à l’obtention de couches homogènes déposées sur toute la surface, pour piéger les analytes, sans tenir compte de la distribution intrinsèquement inhomogène du champ électrique sur les nanostructures. Cela compromet la sensibilité des capteurs plasmoniques, en particulier en cas de faibles concentrations d'analytes. Le projet COMET vise à lever ce verrou en introduisant une méthode rapide, économique et respectueuse de l'environnement utilisant les SLR comme source de champ proche optique pour déclencher localement la réduction de sels d'aryle diazonium et confiner le greffage de couches aryles exclusivement dans les zones à forte amplification du champ électrique local. Cette fonctionnalisation de surface induite par excitation plasmon permettra de positionner les analytes dans les zones de forts champs électriques afin d’améliorer la sensibilité et les limites de détection des métasurfaces plasmoniques. Nous évaluerons les performances de ces nanocapteurs pour la détection de nanoplastiques, un enjeu sociétal actuel très important. Notre méthodologie inclue l'élaboration des métasurfaces plasmoniques, leur fonctionnalisation régioselective par des sels d'aryle diazonium, l'immobilisation de peptides biomimétiques et leur intégration dans une puce microfluidique pour la détection de nanoplastiques.