Chimie des systèmes : auto-organisation, machines moléculaires
Minisymposium Chimie Licences FdS / ED459
Deux conférences par Robert
Le Jeudi 09 Décembre 2021 de 09h45 à 11h30
UM FdS, Amphithéâtre Dumontet (campus Triolet, bâtiment 7)
Date de début : 2021-12-09 09:45:00
Date de fin : 2021-12-09 11:30:00
Lieu : UM FdS amphi Dumontet (Triolet bât. 07)
Intervenant : Dr. Robert
PIIM Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires UMR 7345, CNRS, Aix-Marseille Université | NanoSciences Group, CEMES Centre d’Élaboration des Matériaux et d’Études Structurales UPR 8011 CNRS, Univ. Toulouse + NAIST, JP
Programme
09h45. Dr. [marron]Robert
[bleu]Qu’est qui peut guider la chimie vers une organisation spontanée ?[/bleu]
10h45. Prof. [marron]Gwénael
[bleu]Prototypes de machines moléculaires : moteurs, engrenages et véhicules[/bleu]
Résumés des conférences infra (illustrations dans les versions PDF jointes).
Session organisée dans le cadre des remises de prix aux étudiants FdS en L2 et L3 Chimie et Physique-Chimie ; la cérémonie aura lieu à l’issue de la deuxième conférence.
Contact local IBMM : Dr. Frédéric
Résumés des conférences
1. Qu’est qui peut guider la chimie vers une organisation spontanée ?
Dr. [marron]Robert
PIIM Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires, UMR 7345, CNRS, Aix-Marseille Université
Les forces qui mènent vers une organisation dynamique et fonctionnelle comme celle du vivant restent pour l’essentiel inconnues puisque la question de l’origine de la vie demeure à ce jour sans réponse expérimentale convaincante. Du côté de la biologie, le moteur de l’évolution a été identifié il y a plus de 160 ans par Darwin et Wallace comme le résultat de variations transmissibles à la descendance associées à l’effet de la sélection naturelle. La compréhension de la structure des acides nucléiques a ensuite permis de comprendre les mécanismes moléculaires de l’hérédité, mais n’a, en revanche, pas amené de progrès dans l’identification des forces menant à l’organisation du vivant. Nous proposerons une voie pour avancer en analysant les règles permettant à la sélection naturelle de s’imposer comme déterminant de l’évolution d’un système chimique.
2. Prototypes de machines moléculaires : moteurs, engrenages et véhicules
Professeur [marron]Gwénael
NanoSciences Group, CEMES Centre d’Élaboration des Matériaux et d’Études Structurales, UPR 8011 CNRS, Université de Toulouse
NAIST Nara Institute of Science and Technology, Nara, Japan
Dans l’évolution constante vers la miniaturisation des dispositifs électroniques et mécaniques, les molécules jouent un rôle de plus en plus important grâce à l’art de la synthèse multi-étapes qui permet aujourd’hui de préparer des molécules avec des mouvements ou des fonctions programmées donnant naissance à des machines artificielles. Ceci a été rendu possible grâce au développement des nanotechnologies qui permettent aujourd’hui d’observer une molécule unique, d’étudier ses mouvements et de la manipuler. Suivant une approche de type « bottom-up », qui consiste à partir d’une molécule la plus simple possible et de lui ajouter des fonctions de plus en plus complexes, il est aujourd’hui possible de synthétiser des moteurs,[1-3] des engrenages[3-8] et des véhicules[9] de quelques nanomètres.
Je présenterai entre autre quelques prototypes comme le moteur de ruthénium[1] (Figure gauche) dont on peut à volonté faire tourner le rotor dans un sens ou dans l’autre grâce à un flux d’électron à travers une seule molécule isolée et des nanovoitures dipolaires[9] dont celle qualifiée (Figure droite) parmi les huit qui participeront à la seconde course de nanovoiture qui aura lieu en mars 2022. Je présenterai aussi un moteur d’europium[2] qui à l’échelle de la monocouche auto-assemblée peut voir tous ces rotors tourner de manière synchronisée sous l’effet d’un champs électrique, un treuil[10] et plusieurs familles d’engrenages moléculaire dont celui qui nous a permis de suivre le transfert d’un mouvement de rotation jusqu’à trois molécules consécutives.[8]
[voir la figure dans la version PDF jointe]
Références
1. G. Rapenne, C. Joachim, S.-W. Hla, et al, Nature Nanotech. 2013, 8, 46.
2. G. Rapenne, S.-W. Hla, et al, Nature Nanotech. 2016, 11, 706.
3. G. Rapenne, S.-W. Hla et al Nature Commun. 2019, 10, 3742.
4. G. Erbland, S Abid, Y. Gisbert, Nathalie Saffon-Merceron, Y. Hashimoto, L. Andreoni, T. Guérin, C. Kammerer, G. Rapenne, Chem. Eur. J. 2019, 16328.
5. Y. Gisbert, S. Abid, G. Bertrand, C. Kammerer, G. Rapenne, Chem. Commun. 2019, 55, 14689.
6. S. Abid, Y. Gisbert, M. Kojima, N. Saffon-Merceron, J. Cuny, C. Kammerer, G. Rapenne, Chem. Sci. 2021, 12, 4709.
7. Y. Gisbert, S. Abid, C. Kammerer, G. Rapenne, Chem. Eur. J. 2021, 27, 12019.
8. K.H. Yeung, T. Künhe, F. Eisenhut, M. Kleinwachter, Y. Gisbert, R. Robles, N. Lorente, G. Cuniberti, C. Joachim, G. Rapenne, C. Kammerer, F. Moresco, J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, 6892.
9. T. Nishino, C.J. Martin, H. Takeuchi, F. Lim, K. Yasuhara, Y. Gisbert, S. Abid, N. Saffon-Merceron, C. Kammerer, G. Rapenne, Chem. Eur. J. 2020, 26, 12010.
10. Y. Gisbert, S. Abid, C. Kammerer, G. Rapenne, Chem. Eur. J. 2021, DOI: 10.1002/chem.202103126.
