Architectures pour la photosynthèse artificielle et des transformations multiélectroniques durables – ARCHITECTE

Avec l'augmentation continue de la demande en énergie et les problèmes environnementaux liés à l'utilisation des énergies fossiles, il est très important d’utiliser des sources d'énergie alternatives. L’énergie solaire, abondante et propre, apparaît donc comme une solution attrayante pour remplacer les combustibles fossiles. Lors de la photosynthèse, l'énergie solaire alimente une chaine catalytique multi-électronique comprenant d’une part, l’oxydation de l'eau à 4 électrons (et 4 protons), et d’autre part, la réduction du CO2 en sucres. Avec la photosynthèse comme source d’inspiration, les chercheurs développent des systèmes artificiels dans le but ultime de stocker l'énergie solaire en carburants ou de la convertir en synthons chimiques pour nos sociétés modernes. Dans ces circonstances, l'utilisation de l'énergie solaire, pour promouvoir des réactions d'oxydation a attire´ beaucoup d'attention. Cependant, réaliser des transformations photo-catalytiques multi-e´lectroniques repre´sente toujours un grand de´fi pour les chimistes. Quelques exemples re´cents d’oxydations catalyse´es par des catalyseurs métalliques photo-activés ont e´te´ de´crits ; cependant, ces syste`mes sont souvent intrinse`quement limite´s par la ne´cessite´ de concentrations e´leve´es en accepteurs sacrificiels d'e´lectrons. Dans ce projet, nous visons a` coupler l'oxydation a` 2 e´lectrons d'un substrat, de´clenche´e par la lumie`re ,a` la re´duction du dioxyge`ne (accepteur d'e´lectrons renouvelable) au travers d’une me´talloenzyme robuste : une laccase fongique. Notre projet combinera des approches incluant : (i) l'inge´nierie des prote´ines (ii) la conception d'assemblages mole´culaires photocatalytiques (iii) la ge´ne´ration d'architectures hybrides avec une orientation se´lective des diffe´rents partenaires a` la surface de l’enzyme (iv) des e´tudes spectroscopiques et photophysiques et (v) des tests de photocatalyse.