"SWItchable Spin-CrossOver complexes based Metallo-POLYmers a new class of functional molecular materials"

Axe nanochimie

Travail de recherche commencé le 1er octobre 2015.

Laboratoires co-porteurs
Le projet de recherche

Le projet ”SWItchable Spin-CrossOver complexes based Metallo-POLYmers” (“SWISCOMPOLY”), avait pour objectifs la synthèse et l’étude de nouveaux matériaux fonctionnels moléculaires hybrides, stimulables de préférence, à base entre autres de métallo-polymères incorporant des complexes à transition de spin (SCO),1 dans l’idée de combiner la flexibilité et versatilité des polymères avec les propriétés électroniques/magnétiques modifiables des complexes SCO sous stimulus externe. La première année fut ainsi consacrée à, d’une part fonctionnaliser des ligands Tris(1-pyrazolyl)borate, d’autre part synthétiser par polymérisation radicalaire contrôlée de type ATRP des matrices polymères d’abord isolantes (de type polystyrène modifié), avant d’effectuer des tests de post-fonctionnalisation du pré-polymère. Mais nous nous sommes heurtés à de gros problèmes d’instabilité des matériaux obtenus, la dégradation provenant du ligand boré lorsqu’il n’est pas complexé. De plus, les tentatives de formation du complexe avant un post-greffage sur le polymère sont restées inefficaces.

C’est pourquoi nous nous sommes concentrés ensuite sur d’autres briques moléculaires « switchables », à savoir des cages {Fe4Co4} ou cubes, faisant suite à d’autres travaux développés récemment dans l’équipe :2 il s’agit d’espèces poly-métalliques présentant en particulier un transfert d’électron efficace couplé à une transition de spin (ETCST) induite par la lumière. Dans ce contexte, ces molécules cages étant plus robustes et également solubles, nous les avons fonctionnalisées par des motifs thiophène en différentes positions, soit directement sur les 4 Co soit directement sur les 4 Fe. C’est uniquement dans ce dernier cas que nous conservons les « propriétés photomag » et nous essayons donc de comprendre pour quelle raison. De plus, nous avons choisi le thiophène et différents sites d’accrochage dans le but d’obtenir désormais, par électro-polymérisation sur différents substrats, des surfaces modifiées par nos cubes ou encore des matériaux hybrides supportés : les derniers résultats enregistrés récemment sont encourageants.

A terme, en plus d’une étude systématique et fondamentale (Amina Benchohra est la première à travailler sur ce sujet), nous espérons pouvoir travailler avec des polymères semi-conducteurs afin d’envisager des applications émergentes telles que des switchs ou mémoires optiques, …  

1. M. A. Halcrow (ed). Spin-crossover materials (John Wiley & Sons Ltd.,(2013).
2.a) D. Garnier, J-R. Jiménez, . Y. Li, J. von Bardeleben, Y. Journaux, T. Augenstein, E. M. B. Moos, M. T. Gamer, F. Breher, R. Lescouëzec, Chem. Sci. 7, 4825, (2016). b) J-R. Jiménez, M. Tricoire, D. Garnier, L-M Chamoreau, J. von Bardeleben, Y. Journaux, Y. Li, R. Lescouëzec, Dalton Trans., 46, 15549, (2017).