Projet ERC "Hi-SENS" d'Anne Lesage, co-PI (Lindon Emsley, coordinateur)

Description du projet

La possibilité de déterminer des structures moléculaires à partir de monocristaux par des méthodes de diffraction a transformé la science. Cependant, si le système étudié est localisé sur une surface, sa détermination structurale reste aujourd’hui un problème en grande partie non résolu. En raison de la fréquence croissante avec laquelle de tels échantillons sont rencontrés, en particulier dans le domaine des nouveaux matériaux pour l'énergie et la catalyse, il existe un besoin critique pour le développement de nouvelles méthodes de caractérisation structurale  des surfaces. La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) serait la méthode de choix pour caractériser les surfaces si la limite de détection n'était pas trop faible pour permettre l'examen de nombreux matériaux modernes. La sensibilité de la RMN pose donc la principale limitation à la caractérisation de surfaces. Nous avons récemment introduit une nouvelle approche utilisant la polarisation nucléaire dynamique (DNP) pour améliorer les signaux RMN de surface. Le projet s'appuiera sur ce nouveau concept et développera la spectroscopie RMN de surface par DNP (DNP SENS) à travers une série de nouveaux concepts pour relever les défis suivants: (i) caractériser des matériaux avec des surfaces trois fois plus faibles qu'actuellement, et plus spécifiquement pour détecter des signaux RMN de surface sur des matériaux ayant des surfaces spécifiques de ~ 1 m2 / g, contre ~ 1000 m2 / g aujourd'hui; et (ii) déterminer les relations structure-activité dans des matériaux fonctionnels avancés, en particulier en développant des méthodes de corrélation RMN capables de déterminer la structure et la dynamique des espèces de surface par DNP SENS. Ces objectifs nécessitent un gain de sensibilité DNP SENS de trois ordres de grandeur, et nous proposons de le faire à travers des expériences de RMN innovantes, de meilleures facteurs d'amplification DNP, un marquage isotopique et des champs magnétiques élevés. Les approches vont bien au-delà des frontières de la recherche actuelle. Le projet aboutira à une méthode largement applicable pour la caractérisation structurale à l’échelle atomique de surfaces complexes, ce qui n'était auparavant accessible par aucune autre approche.

Financement ERC : 

3 449 400 €

Durée : 

1er janvier 2013 au 31 décembre 2017