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Actualité de l'ENS de Lyon

Traquer la structure des espèces moléculaires en surface de matériaux

Chimie Sautet
Publication

Résumé

Journal of the American Chemical Society

Description

Trois spectromètres de résonance magnétique nucléaire des Très Grandes Infrastructures (TGI) de Recherche du CNRS se joignent au calcul quantique pour traquer la structure des espèces moléculaires en surface de matériaux. C'est ce que révèle une publication dans la revue Journal of the American Chemical Society du 22 mars 2012 co-signée par dix chercheurs issus de 4 équipes internationales dont trois femmes (Françoise Delbecq, Rachel Kerber, Anne Lesage) et deux hommes (Xavier Rozanska et Philippe Sautet) de l'ENS de Lyon.
Les chimistes cherchent à greffer des composés organométalliques de l'aluminium sur des surfaces de silice car ils deviennent alors potentiellement des catalyseurs. Il est donc important de déterminer la nature et la structure des complexes de l'aluminium de surface. Pour ce faire, quatre équipes du CNRS et de l'ETH Zurich proposent une solution originale en travaillant à trois champs RMN. La signature non-équivoque de chaque espèce greffée est ensuite attribuée à une structure bien identifiée grâce à des calculs de chimie quantiques.
Le greffage de complexes d’aluminium sur supports présente des enjeux industriels considérables puisque les composés organométalliques d’aluminium sont des éléments indispensables pour la catalyse de polymérisation des oléfines. Cette réaction industrielle produit plus de 100 millions de tonnes par an de polymères polyéthylène et polypropylène. La résonance magnétique nucléaire RMN est aujourd'hui une technique de pointe pour déterminer la structure de molécules ayant des applications dans des domaines variés (chimie, biologie, matériaux, médecine, développement durable, énergie (...) . Les équipes françaises et suisses proposent une solution originale qui utilise la complémentarité de trois spectromètres de champs magnétiques différents (23,5, 20,0 et 17,6 Teslas – TGIR-RMN-THC) pour déterminer la nature et la structure d'un complexe d'aluminium greffé sur un support de silice. Chaque spectromètre apporte des informations complémentaires sur l’échantillon analysé, et la modélisation des spectres RMN permet d'obtenir une interprétation complète et d’extraire les signatures RMN de chaque espèce présente en surface. En savoir plus
Référence et contacts :
R. N. Kerber, A. Kermagoret, E. Callens, P. Florian, D. Massiot, A. Lesage, C. Copéret, F. Delbecq, X. Rozanska, P. Sautet. Nature and structure of aluminum surface sites grafted on silica from a combination of high field aluminum-27 solid-state NMR spectroscopy and first principle calculations - Journal of the American Chemical Society 22 mars 2012, DOI : 10.1021/ja3008566
Contact CRMN : anne.lesage@ens-lyon.fr

Contact : Philippe.Sautet@ens-lyon.fr