Projet ANR-10-BLAN-0712 – SWITCH : Commutateur Photo-Magnétique Unimoléculaire
Programme : Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie :  Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique (Blanc SIMI 7) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Madame Valérie MARVAUD (UNIVERSITE PARIS VI [PIERRE ET MARIE CURIE])
Partenaires : Laboratoire de Chimie et Biochimie Pharmacologiques et Toxicologiques; Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie; Institut des Nanosciences de Paris; Institut Parisien de Chimie Moléculaire
Montant : 575000.0 euros
Date de début : 2010
Durée : 36 mois
Résumé : L’un des grands défis actuels est indéniablement la conception de molécules capables de remplir à leur échelle une fonction spécifique. C'est dans ce domaine des nanosciences que s’inscrit notre projet de recherche, qui vise plus particulièrement à proposer, synthétiser, étudier et enfin addresser sur divers supports des molécules-aimants photo-commutables pouvant être utilisées, par exemple, comme éléments ultimes de stockage de l'information.
Pour atteindre cet objectif, il est important que les entités moléculaires possèdent un spin élevé et une grande anisotropie, tout en préservant un principe de commutation. 
Les composés polynucléaires du type Molybdène/Cuivre (Mo/Cu) sont des précurseurs de choix pour la synthèse de tels dispositifs moléculaires. Suivant une approche modulaire et/ou supramoléculaire déjà bien établie, nous envisageons la formation de complexes polynucléaires hétéro-tri- et hétéro-tetra-métalliques de type Mo/CuM et Mo/CuMM’. Dans ce type de structure, le couple Mo/Cu joue le rôle de commutateur moléculaire, dont le principe repose sur un transfert d'électron photoinduit (TEP) entre le Mo(IV) (diamagnétique) et le Cu(II) (paramagnétique) qui produit la paire Mo(V) (paramagnétique) et Cu(I) (diamagnétique). Après photo-excitation, une re-organisation des spins est observée au sein de la molécule: le « dispositif moléculaire » passe ainsi d'un état fondamental dont le spin est quasi nul (état OFF) à une molécule anisotrope à spin élevé (état ON). 
Un des objectifs majeurs de notre projet consiste à déposer ces molécules magnétiques photo-commutables sur des surfaces afin de tester leur aptitude en tant que commutateur photomagnétique unimoléculaire. Plusieurs stratégies seront développées dont (i) le greffage de molécules Mo/CuMM’ fonctionalisées, (ii) le dépôt de molécules sur des surfaces préalablement modifiées iii) incorporation dans des films Langmuir-Blodgett, … iv) Une attention toute particulière sera portée sur une stratégie originale, basée sur des « molécules à socle rigide» qui permettront une fixation contrôlée de molécules Mo/CuMM’, sur des surfaces graphitiques (nanotubes de carbone) sans modification chimique de ces surfaces (interaction pi-pi uniquement). 
Les caractérisations et les études (photo) magnétiques des molécules sur surface, seront menées dans le cadre de ce projet, afin de confirmer l’intégrité des molécules et tester leur propriétés de photo-commutation. Les techniques utilisées seront essentiellement la RPE et le XMCD (dichroisme circulaire magnétique dans le domaine des RX). 
Malgré l’aspect fondamental de ce travail, la valorisation des molécules photo-actives et les applications potentielles seront également considérées : stockage de l’information à l’échelle moléculaire (nano-composants), spintronique moléculaire et applications biomédicales. 
Ce projet, pluridisciplinaire, fait appel à des chimistes et des physiciens ainsi qu’à un large réseau de collaborateurs qui ont déjà eu l’occasion de travailler ensemble.