Genève, 9 juillet 2025 - Dr Pierrick Berruyer.

Le groupe du Professeur Rickhaus, en collaboration avec des scientifiques de l'université de Zurich, publie son premier article dans le Journal of American Chemical Society depuis l'installation de son groupe au sein de la Section de chimie et biochimie de l'Université de Genève.

Arrivé il y tout juste deux ans au sein du Département de chimie organique, Michel Rickhaus, professeur assistant, et son équipe conçoivent des superstructures à partir de petites molécules qu'ils/elles plient et assemblent comme des pièces de puzzle. Ces structures forment des matériaux capables, par exemple, de transporter de l'électricité ou de la lumière. Le groupe explore à la fois la création de ces architectures moléculaires et leur potentiel en tant que matériaux innovants pour demain.

Dans cette publication, publié le 18 mai 2025, dans le Journal of American Chemical Society, le Prof. Rickhaus et son équipe s'intéressent à des molécules nommées carpyridines, ayant la forme de selles microscopiques. Tous comme les fameuses chips de la même forme, ces molécules ont la capacité de s'empiler les unes sur les autres, un peu comme des assiettes bien rangées.

Les chercheur-es se sont intéressé-es à la manière dont ces molécules s'empilent en fonction de la quantité d'eau présente. Ainsi, ils/elles montrent, qu'en absence d'eau, les molécules se collent entre elles. Dans cet empilement "sec", les molécules s'arrangent uniquement par liaisons π–π, et la direction des molécules alternent régulièrement. En présence d'eau, l'empilement change : les molécules d'eau s'insèrent entre les molécules de carpyridine et se lient à ces dernières par liaison hydrogène. Cela donne naissance à une nouvelle architecture, parfaitement droite, plus régulière, avec une molécule d'eau entre chaque carpyridine. Il est donc possible de réguler l'empilement à l'échelle nanométrique, comme si les carpyridines agissaient en tant que minuscules éponges et se "gonflaient" en présence d'eau pour mieux s'empiler.

Dans cette nouvelle architecture, l'eau permet la création d'une structure plus poreuse, avec l'existence minuscules canaux réguliers. Cette découverte ouvre des perspectives pour des applications comme l'adsorption gazeuse.

Les chercheur-es ont montré qu'il est possible de passer d'une structure à l'autre en jouant sur la quantité d'eau. L'eau devient ici un véritable acteur de la construction moléculaire.