2018

Des «ballons moléculaires» pour un nouveau type de catalyse

Des chercheurs de l’UNIGE montrent comment des électrons peuvent bouger ensemble, à la surface de ballons moléculaires formés d’atomes de carbone, et permettent un nouveau type de catalyse.

 

Les ballons seront bien sûr les catalyseurs de la Coupe du monde de football en Russie, mais ils ont aussi d’autres propriétés. Des chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE) ont découvert que les ballons moléculaires sont d'excellents catalyseurs. Les ballons moléculaires sont des molécules constituées d’un assemblage de 60 atomes de carbones disposés en sphère. On les appelle aussi fullerènes, à cause de leur ressemblance avec les dômes géodésiques de l'architecte américain Buckminster Fuller. Leur découverte a été récompensée par le prix Nobel de chimie en 1996. Une recherche à découvrir dans la revue Angewandte Chemie.

 

La composition de ces ballons moléculaires, faits uniquement de carbone, semblait les rendre impropres à la catalyse, mais le groupe de Stefan Matile, du Département de chimie organique de la Faculté des sciences de l’UNIGE, en collaboration avec des théoriciens de Palma de Majorque, a prouvé le contraire. Leur surface peut en effet être activée par un nouveau type d’interactions, des « interactions anion-π », découvertes par les chimistes genevois en 2013 et qui tirent parti des 60 électrons, un par atome de carbone, qui se déplacent à la surface des ballons moléculaires. Ces électrons libres peuvent changer de position lorsqu’un substrat - une molécule à transformer – entre en contact avec eux, initiant ainsi une interaction anion-π et donc la transformation du substrat. C’est une catalyse très particulière, dans laquelle le catalyseur n’émerge qu’au contact du substrat. En d'autres termes, c’est le substrat qui crée son propre catalyseur.

Mais contrairement au football, c’est lorsque deux ballons sont utilisés en même temps que la partie prend tout son intérêt : le groupe genevois montre que les 60 électrons libres de chacun d’entre eux peuvent bouger ensemble, offrant ainsi 120 électrons disponibles pour façonner le catalyseur à l'arrivée du substrat.

30 mai 2018
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