Grâce à l’étude des réactions de molécules immobilisées sur des surfaces, des chercheurs grenoblois sont parvenus à maîtriser les liaisons moléculaires à l’interface solide/liquide, ouvrant la voie à la conception de matériaux réactifs et de biocapteurs innovants. Coordonné par Galina Dubacheva, le projet SupraSwitch, soutenu par l’ANR, mêle chimie supramoléculaire, physico-chimie de surface et nanochimie pour moduler les propriétés de nanomatériaux par des stimuli externes, notamment thermiques ou électrochimiques.
Les premières expériences exploitent des nanoparticules d’or recouvertes de polymères thermosensibles contenant des marqueurs fluorescents. L’interaction entre la lumière et les nanoparticules (plasmonique) permet de contrôler la fluorescence de façon réversible selon la température. La contraction ou l’expansion du polymère modifie la distance entre l’or et le marqueur, altérant ainsi l’intensité lumineuse. Cette modulation permettrait, à terme, de développer des capteurs thermiques à l’échelle nanométrique, comme des nanothermomètres intracellulaires ou des systèmes de libération ciblée de médicaments via des liposomes fonctionnels.
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Le projet explore également les interactions hôte-invité à l’échelle nanométrique. L’étude fine de la flexibilité des chaînes moléculaires et de leur affinité avec l’eau permet de mieux contrôler l’efficacité de l’ancrage entre deux molécules. Trop de rigidité empêche une adaptation efficace, tandis qu’une flexibilité excessive réduit la spécificité de la liaison. De plus, la nature hydrophile ou hydrophobe des molécules de surface conditionne la sélectivité des interactions.
Ces recherches ouvrent de nouvelles perspectives pour la détection chimique, notamment de polluants ou de médicaments. L’objectif futur est d’étudier des interactions multivalentes sur des interfaces molles pour comprendre leur suprasélectivité. En collaboration avec le projet ANR SofA, l’équipe vise à développer des surfaces intelligentes capables de répondre de manière sélective à des environnements complexes, avec des applications potentielles en biomédecine et dans les matériaux réactifs de demain.