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Séparation de charge molécules et matériaux moléculaires

Cette étude se place dans le cadre de la compréhension fondamentale du transfert de charge photoinduit entre un élément photosensible et un métal réactif. Nous comparons le comportement d’une organisation tridimensionnelle type polymère de coordination à un système moléculaire. L’objectif est de développer un moteur photophysique de séparation de charge solide dont les propriétés peuvent être contrôlées via un métallo-assemblage. Cette approche permet de profiter d’un linker organique modulable.


D’un point de vue sociétal, ces études s’inscrivent dans le cadre de l’augmentation de la demande énergétique et la limitation des réserves naturelles de combustibles fossiles. Ces problématiques nous amènent à trouver de nouvelles manières de produire et de stocker de l’énergie. C’est dans ce contexte que depuis quelques décennies, les scientifiques cherchent à développer des systèmes moléculaires s’inspirant des fonctions réalisées par la nature. L’un des objectifs est d’obtenir la conversion et le stockage de l’énergie lumineuse grâce à une « photosynthèse artificielle ».(1,2) Ces systèmes nécessitent l’association de plusieurs constituants moléculaires comme un photo-sensibilisateur couplé au travers d’un ligand organique à un centre métallique secondaire activable.


Un certain nombre de résultats ont permis de démontrer la possibilité de photo-activer un centre métallique par l’intermédiaire d’un photo-sensibilisateur incorporant un métal de transition.(3 )La démarche de ce projet est d’intégrer ces composés moléculaires au sein d’un polymère de coordination pour obtenir un matériau adaptable permettant ainsi de travailler la mise en forme et donc diversifier son utilisation.
Ce travail nécessite de développer des voies de synthèse pour obtenir des ligands pontants permettant de coupler les deux métaux au sein du matériau. Les ligands étudiés sont des ligands symétriques diimidazophénanthroline (DIP). Ces ligands présentent des sites de coordination de type phénanthroline pour la complexation du photo-sensibilisateur et un site de coordination secondaire en position centrale pour la complexation du centre métallique photo-activable.

 

Références :
(1)  V. Balzani, A. Credi, M. Venturi, ChemSusChem, 2008, 1, 26-58.
(2) E. Andreiadis, M. Chavarot-Kerlidou, M. Fontecave, V. Artero, Photochemistry and Photobiology, 2011, 87, 946-964.
(3) C. Herrero, A. Quaranta, S. Protti, W. Leibl, A. W. Rutherford, R. Fallahpour, M-F. Charlot, A. Aukauloo, Chem. Asian J., 2011, 6, 1335-1339.

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