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RÉSUMÉ
L’azobenzène est une molécule photochromique qui sous l’action de la lumière passe d’un état initial appelé trans à un état final appelé cis pour revenir à son état initial. Ces deux états de photocommutation moléculaire en font l’une des molécules les plus utilisées pour les nanotechnologies. Cet article montre comment la lumière est considérée comme un signal de commutation externe idéal pour manipuler les assemblages moléculaires pour construire des systèmes et des machines à l’échelle nanométrique. Les développements futurs de ces systèmes photocommutables dans des applications pratiques ainsi que les challenges existants seront aussi présentés et mis en perspective.
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Régis BARILLÉ : Professeur MOLTECH-Anjou, université d’Angers/UMR CNRS 6200, Angers, France
INTRODUCTION
L’azobenzène ou molécule azo est une molécule qui permet une commu-tation réversible de son système moléculaire par une réaction d’isomérisation donnant deux états différents de la molécule ayant les mêmes atomes mais dans un arrangement différent. Une différence remarquable des spectres d’absorption se fait entre les deux états de commutation par absorption d’un photon. Cette molécule qui change de couleur quand on l’éclaire fait, de plus, partie de la famille des molécules photochromiques. Cette commutation moléculaire se fait principalement en utilisant la lumière comme stimulus mais peut aussi s’activer au niveau de la molécule seule par le courant d’électrons d’une pointe d’un microscope à effet tunnel.
En utilisant les caractéristiques photocommutables particulières de l’azobenzène, une variété de systèmes fonctionnels peut être synthétisée utilisant différents matériaux, des cristaux liquides aux polymères et aux molécules biologiques. Les applications utilisant cette molécule sont nombreuses à tous les niveaux d’échelle de dimension, comme le stockage de données optiques à haute densité, les commutateurs moléculaires pour des membranes photo-activées, les portes logiques photocommandées, les rubans et les surfaces photoélastiques, les nanoparticules pour des encres photoeffaçables, les systèmes électroniques/optiques, les surfaces d’imagerie bio.
Cet article commencera par une brève description de la molécule azobenzène pouvant conduire à des systèmes en solution jusqu’aux matériaux fonctionnels et aux polymères activés par la lumière. Les exemples d’utilisation de cette molécule couvriront aussi bien les domaines de la photonique que la biologie ou l’électronique moléculaire.
Les développements futurs de ces systèmes photocommutables dans des applications pratiques ainsi que les challenges existants seront aussi présentés et mis en perspectives au regard des demandes de miniaturisation et de l’évolution de la nanotechnologie.
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Contexte
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9. Glossaire
Photoisomérisation ; photoisomerization
Une isomérie en chimie désigne le fait que deux molécules aient une même formule brute mais des formules développées différentes, et par extension des structures spatiales différentes. La modification de la géométrie de la molécule par isomérisation permet de moduler les interactions qui changent la structure du matériau volumique, de modifier les propriétés spectroscopiques, etc.
Phototaxie ; phototaxy
Phénomène par lequel des objets matériels ou biologiques se dirigent ou dirigent leurs mouvements en fonction de la lumière actionnée dans leur périphérie.
Holographie ; holography
L’holographie est un procédé qui permet d’enregistrer la phase et l’amplitude de l’onde diffractée par un objet. Un hologramme est fabriqué en éclairant un objet par une source laser et en enregistrant sur une surface photosensible les franges d’interférences obtenues en combinant l’onde émise par la source laser et l’onde réfléchie par l’objet.
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MITSCHERLICH (E.) - * - Ann. Pharm., 12, p. 311-314 (1834).
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(2) - NOBEL (A.) - * - Ann. der Chemie und Pharmacie, 98(2), p. 253-256 (1856).
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(3) - GRIESS (J.P.), LIEBIGS (J.) - * - Ann. Chem., 121, p. 258 (1862).
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(4) - HARTLEY (G.S.) - The cis-form of azobenzene. - Nature, 140, p. 281 (1937).
-
(5) - ELSON (L.A.), WARREN (F.L.) - * - Biochem J., 38(3), p. 217-220 (1944).
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(6) - RAU (H.) - Photoisomerization of azobenzènes. - In Photochemistry and Photophysics, RABEK (J.F.), Ed., CRC Press : Boca Raton. FL, États-Unis, vol. 2, p. 119-142 (1990).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
BARILLÉ (R.). – Brevet CNRS 05517-01_68307 Co-ownershipproposal Wroclaw University of Technology. Procédé de détection de conditions de turbulence utilisant l’interaction d’un faisceau laser avec un film mince photochromique et dispositif mettant en œuvre ledit procédé (2012).
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