SupraSwitch — Commutateurs hybrides supramoléculaires/plasmoniques comme capteurs et marqueurs luminescents

Un des défis actuels de la plasmonique est de contrôler l’environnement moléculaire des nanostructures, une voie prometteuse pour intégrer des fonctionnalités intelligentes. L’objectif de "SupraSwitch" est de coupler des nanoparticules (NP) métalliques avec des fluorophores tout en contrôlant leur écartement à l’aide de molécules stimuli-sensibles telles que les complexes hôte/invité et le polymère thermosensible poly(N-isopropylacrylamide). En raison de la forte influence de la distance NP/fluorophore sur les mécanismes d’extinction/exaltation, il sera possible d’obtenir une large modulation de la luminescence. Les commutateurs synthétisés seront caractérisés par : i) une réponse à de multiples stimuli, ii) un contrôle externe, iii) une réponse rapide et réversible, iv) une compatibilité avec une large gamme de fluorophores et v) une intégration possible sur des surfaces. Ces propriétés élargiront le champ d’application de la plasmonique, allant du biodiagnostic en solution jusqu'aux nanomatériaux intelligents pour des capteurs et marqueurs confinés en surface. Pour atteindre cet objectif ambitieux, nous utiliserons notre savoir-faire en synthèse organique, chimie supramoléculaire et de surface, nanofabrication et caractérisation physico-chimique. L’expertise du groupe dans les systèmes stimuli-sensibles et les propriétés de luminescence permettra mener à bien plusieurs étapes critiques du projet. Premièrement, nous étudierons plusieurs molécules stimuli-sensibles, allant des complexes hôte/invité aux macromolécules rigides et aux polymères ramifiés pour identifier les interactions supramoléculaires les plus efficaces pour contrôler la distance entre les NP et les fluorophores. Deuxièmement, nous utiliserons des avancées récentes de la nanofabrication “bottom-up”, telles que la nanolithographie micellaire, pour fabriquer des surfaces plasmoniques bien contrôlées et ajustables, à faible coût et haut rendement. Troisièmement, nous chercherons à augmenter la modulation de la luminescence en contrôlant les interactions non spécifiques lors de l’étape de fonctionnalisation des surfaces. Quatrièmement, l'accès direct à plusieurs techniques de caractérisation (fluorescence, électrochimie, AFM, ellipsométrie) nous permettra de caractériser les interactions NP/fluorophore et de maximiser les stimuli étudiés (électrochimie, lumière, température). Enfin, notre expertise en luminescence et en microfluidique nous permettra d'évaluer pour la première fois la performance des commutateurs supramoléculaires / plasmoniques incorporés dans des capteurs et des marqueurs optiques confinés en surface. “SupraSwitch” représente donc un projet multidisciplinaire, impliquant à la fois des aspects fondamentaux et appliqués, avec un fort potentiel d’applications innovantes dans les domaines de science des matériaux et de la nanotechnologie.