TRACHNA — Sondes nanofluorescentes supportées : suivi de gradients chimiques au voisinage de nanoparticules individuelles

La compréhension du comportement électrocatalytique de (nano)matériaux demande des stratégies non-invasives pour mesurer des gradients tridimensionnels d’espèces chimiques en conditions operando. En effet, la croissante complexité de ces matériaux renforce le besoin de disposer d'outils de haute résolution (spatiale et temporelle) pour monitorer l'activité de différentes zones actives (et leurs interactions) sans interférer avec le système sondé. L'objectif de ce projet est ainsi de préparer des nanosondes fonctionnalisées avec des capteurs optiques, et de les utiliser pour mesurer la distribution d’espèces chimiques générées à proximité de catalyseurs hétérogènes, en particulier autour de particules individuelles sub-micro- et nanométriques. L'approche proposée consiste à préparer des supports nanométriques sur lesquels un nombre limité de capteurs moléculaires luminescentes sera fixé. Le projet est rendu possible par l'application de stratégies de contrôle aux réactions de photogreffage récemment introduites par notre groupe pour modifier des surfaces inertes avec précision de quelques attoL. Sur la base de cette première démonstration, nous proposons maintenant de préparer des nanopointes luminescentes à partir de nanopipettes. Deux voies sont proposées pour préparer les sondes, offrant de différents compromis entre sensibilité, résolution et facilité de mise en œuvre. Les pointes résultantes peuvent être facilement manipulées et seront utilisées pour mesurer les profils de pH (spatial et temporel) générés par les réactions d'évolution d'oxygène et d'hydrogène activées par des particules catalytiques et des microélectrodes. Avec la perspective de généraliser la méthodologie pour la détection d'autres espèces chimiques et réactions, ce projet introduit des nouveaux outils et instruments pour suivre la réactivité à des échelles sub-micrométriques et nanométriques dans des temps caractéristiques inférieurs à la milliseconde.