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Nouvelles molécules fluorescentes à haute valeur ajoutée

L'objectif fixé est la synthèse de nouvelles molécules fluorescentes pour des applications bien spécifiques, que ce soit dans la réalisation de capteurs, de dispositifs opto-électroniques à haut rendement (OLED TADF) ou pouvant être utilisées dans le domaine de la criminalistique.

Détection de polluants et analyse des bétons (I. Leray, C. Mongin, J.P. Lefevre)

Outre la réalisation de sondes fluorescentes pour des cations toxiques (Al3+, UO22+) dans la continuité de nos précédents travaux dans ce domaine, nous développerons de nouvelles sondes pour la détection de molécules neutres, notamment les pesticides (atrazine, glyphosate). En collaboration avec le groupe de C. Adamo (Chimie ParisTech, IRCP-UMR 8247), de nouvelles structures étudiées in silico afin de déterminer le système le plus affin vis-à-vis de ces polluants seront synthétisées puis incorporées dans des systèmes microfluidiques. Afin d'accroitre l'affinité de ces capteurs pour détecter des traces de pesticides dans l'eau, nous envisageons en collaboration avec B. Alonso de l'ICG Montpellier de développer des solides mésoporeux susceptibles d'adsorber spécifiquement ces pesticides. Puis en collaboration avec la société ELVESYS, nous développerons un prototype de laboratoire comportant les différents éléments et entièrement automatisé.
D'autre part, en collaboration avec A. Dauzères de l'IRSN nous proposons de développer une optode de pH afin de suivre in situ le vieillissement de matériau cimentaire depuis la prise jusqu'à plusieurs mois/années, avec pour objectif final la présentation d'un démonstrateur opérationnel sur site réel. Pour ceci, nous devrons concevoir, synthétiser et étudier les propriétés photophysiques d'une sonde fluorescente moléculaire ayant un pKa très élevé (13-13,5) puis incorporer cette molécule dans un matériau perméable à l'eau. L'ensemble sonde/matrice sera intégré dans un composant opto-mécanique connecté. Enfin un banc optique permettant la mesure du pH sera réalisé et testé sur des solutions ou sur des pâtes de ciment. Ce démonstrateur sera également testé pour évaluer la valeur du pH dans les bétons des ouvrages existants.

Dispositifs luminescents à hauts rendements (G. Clavier, P. Audebert)

La fluorescence retardée (« Thermally Activated Delayed Fluorescence » ou TADF) a fait l'objet de développements très récents (depuis 2012) dans le domaine des diodes électroluminescentes organiques (OLED). Cet axe de recherche nouvellement initié au laboratoire a déjà donné des résultats remarquables dans le cadre du projet Excilight (ITN) d'une part et d'un projet LabEx CHARMMMAT d'autre part. Nous souhaitons poursuivre ce travail en partant de l'expérience acquise tant en synthèse qu'en caractérisation des propriétés TADF. En particulier, nous souhaitons développer l'utilisation de nouveaux hétérocycles azotés accepteurs d'électrons dans la préparation de molécules actives en TADF telles que les 1,2,4-triazines et les heptazines, dont une nouvelle voie de synthèse vient d'être mise au point au laboratoire. Nous souhaitons également acquérir un instrument permettant de mesurer les déclins de fluorescence dans des gammes de temps allant de la nanoseconde à la seconde afin de caractériser les propriétés TADF sur un appareil unique. Cet instrument renforcera la position privilégiée du PPSM dans le domaine de la fluorescence résolue en temps multi-échelles.
En outre, nous avons également récemment synthétisé des nouvelles molécules cumulant plusieurs propriétés spécifiques impliquant la fluorescence : émission induite par l'agrégation (AIE), émission retardée (TADF), modulation de la longueur d'onde d'émission induite par la cristallisation. Nous souhaitons donc également continuer à explorer la synthèse de composés capables de présenter plusieurs de ces propriétés.

Sécurité des biens et des personnes (G. Clavier, L. Galmiche)

La collaboration entre le PPSM et la PME CST sera intensifiée dans le domaine des solutions fluorescentes appliquées à la criminalistique. Le travail commun sur la détection d'empreintes digitales sera poursuivi dans le cadre du projet ANR Cyanospray et en pérennisant l'accueil des ingénieurs de recherche de CST dans les nouveaux locaux de l'ENS à Saclay. Il est également prévu de déposer un projet de laboratoire commun (AAP LabCom de l'ANR) qui élargira le champ de recherche à la détection de traces par luminescence sur scènes et objets liés à des crimes. Ce projet bénéficiera des recherches du laboratoire sur les nouvelles molécules fluorescentes pour les applications biologiques afin de développer de nouveaux produits capables de révéler des traces latentes de fluides corporels de manière spécifique sans dénaturer l'ADN.

Collaborations:


ENS Paris-Saclay:

France:
  • Institut National de Police Scientifique (INPS)
  • Institut de Recherche Criminelle Gendarmerie Nationale (IRCGN)
  • Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (CMCP)
Internationales:


Publications récentes:



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