ANR ExStaCat (Projet-ANR-18-CE29-0014)

Photocommutateurs innovants basés sur le transfert de cation photoinduit

De nos jours, les photocommutateurs moléculaires intelligents capables de basculer entre au moins deux états avec des réponses physiques différentes reçoivent toujours une attention croissante. Jusqu'à présent, les principes des molécules photocommutables sont toujours basés sur les mêmes processus photochimiques élémentaires tels que le transfert de charge intramoléculaire (ICT) ou encore le transfert de protons à l'état excité (ESPT). Dans ce projet, nous proposons de concevoir une nouvelle classe de photocommutateurs basés sur le transfert de cation à l'état excité (ESCT). Cependant, même si de nombreux systèmes basés sur la photo-injection de cations ont été développés au cours des trois dernières décennies, les photocommutateurs moléculaires basés sur la translocation d'ions entre deux sites de coordination restent largement inexplorés.

Le projet ExStaCaT propose de concevoir et d'étudier une architecture moléculaire soigneusement conçue pour ainsi développer un photocommutateur de type ESCT efficace. Celui-ci sera composé de différentes unités photo-actives et complexantes liées à un photo-éjecteur de cations permettant de contrôler la position et le mouvement du cation dans le système, déclenchant ainsi des réponses spectroscopiques spécifiques et identifiables. La première étape consistera à développer un système photocommutable de type ESCT preuve de concept suivi, dans un deuxième temps, par la conception de photocommutateurs ESCT intelligents (bistables).

Pour explorer ce nouveau domaine de la photocommutation organique, ce projet repose sur le développement de stratégies de conception moléculaire innovantes soutenues par un consortium combinant la synthèse organique (PPSM), la conception moléculaire et les calculs (TD-)DFT (i-CLeHS) ainsi que la spectroscopie résolue pour rationaliser puis contrôler les processus photoinduits (LASIRE). Plusieurs systèmes seront conçus avec une stratégie basée sur des synthèses de chimie organique bien établie et convergente, comprenant entre autre des réactions de couplage, soutenues par une étape de design moléculaire in silico. De plus, afin de suivre les réactions ESCT, le développement d’un système de spectroscopie photolyse laser à deux pompes et deux couleurs sera nécessaire. Le projet ExStaCaT vise ainsi à explorer un nouveau domaine de la photochimie organique et ouvrir la voie vers des systèmes avancés avec des applications potentielles comme le stockage d’information ou les porte logiques.

actualités

  • 9 Juillet 2019 : Réunion de lancement de l'ANR à Chimie ParisTech
  • 4 Mars 2020 : 2ème réunion ANR ExStaCat

PARTENAIRES

LAboratoire de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE)
 

Institute of Chemistry for Life and Health Sciences (i-CLeHS)


 

Laboratoire de photophysique et photochimie supramoléculaires et macromoléculaires (PPSM)