Brevet FR2899132A1 — publié le 20071005

La présente invention concerne un procédé de traitement d'un fluide. Le traitement des fluides, que ce soit par exemple pour la purification ou l'enrichissement, peut être réalisé par différentes techniques selon l'échelle à laquelle il est souhaitable de travailler. Des membranes de séparation sont généralement utilisées pour des applications sur des volumes de fluide important mais cependant ce système n'est pas satisfaisant car la sélectivité et/ou la rapidité du transport reste limitée. Par ailleurs l'application à des échantillons de volume microscopique demeure hasardeuse. to L'une des méthodes de choix pour la séparation de molécules biologiques est l'électrophorèse par gel (basée sur le transport différentiel de polyélectrolytes tels qu'ADN ou protéines). Des gels possédant des pores de faibles tailles peuvent être réalisés de façon reproductible. Ces derniers, outre une durée de vie restreinte, présentent l'inconvénient de posséder des pores dont la distribution 15 spatiale demeure aléatoire. Enfin, cette technique reste lente et difficilement automatisable car des gels efficaces ne peuvent être préparés à l'avance. L'utilisation de réseaux tridimensionnels a été approfondie au travers l'étude de polymères. Cependant, bien que de nombreux types de zéolite ou polymères nanoporeux aient été mis au point il n'en demeure pas moins que la 20 surface développée de tels systèmes reste limitée, et que l'accessibilité des pores est restreinte. La composition chimique de tels systèmes est, de surcroît, relativement réduite ( adaptabilité des pores) et la réactivité de certains sels métalliques peut être un facteur de risque supplémentaire lors d'une purification L'une des alternatives possibles à ces méthodes s'appuie sur la 25 réalisation de réseaux artificiellement nanostructurés possédant une géométrie régulière, flexible et contrôlable afin d'adapter les structures à diverses molécules cibles. Les techniques de nanostructuration (approche top-down ) accessibles sont cependant lourdes à mettre en oeuvre (lithographie par rayons X, électrons ou ions nécessitant généralement un travail en salle blanche) [J. Fu, Applied Physics 30 Letters, 2005, 87, 263902]. Les temps de fabrication sont longs et les coûts élevés. Par ailleurs, et malgré le développement récent de techniques telles que le nanoimprinting (transfert de structures au moyen de tampons), la fabrication à grande échelle de telles structures régulières reste problématique. A ce jour les techniques de nanostructuration n'ont permis l'obtention que de structures de taille supérieure à quelques dizaines de nanomètres. Or, les besoins de manipulation de grandes variétés de molécules de taille et de forme diverses nécessite la mise en oeuvre d'une approche entièrement nouvelle également compatible avec les impératifs de production à grandes échelles. A ce titre, les technologies dites bottom-up , utilisant notamment l'auto-assemblage de molécules présentent une alternative intéressante. io Cependant aucun procédé n'a encore véritablement permis d'atteindre la confluence des techniques top-down et bottom-up , il existe donc un besoin important de structures nanoscopiques de taille moléculaire (1-10 nm) permettant de contrôler sélectivement et rapidement le mouvement de molécules individuelles (transport sélectif) [D. Mijatovic, Lab on a Chip, 2005, 5, 492- 15 500]. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement d'un fluide qui pallie les inconvénients précités, notamment en ce qui concerne la rapidité de 'passage du fluide. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de 20 traitement d'un fluide qui présente une meilleure sélectivité au fluide. D'autres but et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. La présente invention concerne un procédé de traitement d'un fluide. 25 Selon l'invention, le fluide est mis au contact d'un substrat à la surface duquel existe un réseau de molécules organiques, dites molécules de réseau, ou molécules réseau, possédant un noyau central ainsi qu'au moins un bras latéral, lesdites molécules réseau étant adsorbées à la surface du substrat. La présente invention concerne également un tamis moléculaire à 30 deux dimensions (tamis 2-D) constitué d'un substrat, tel que décrit dans la présente invention, à la surface duquel est adsorbé un réseau de molécules réseau selon la présente invention. La présente invention concerne en outre un module de traitement d'un fluide constitué d'une enceinte étanche comportant des moyens de circulation du fluide à traiter et renfermant un ou plusieurs tamis 2-D, selon la présente invention. La présente invention concerne également un module de traitement constitué en outre d'une deuxième enceinte étanche, les deux enceintes étanches étant équipées de moyens de circulation d'un fluide séparées par une paroi traversée d'un ou plusieurs tamis moléculaires à deux dimensions, ladite paroi étant constituée ro d'un matériau suffisamment étanche au fluide mais perméable au composés diffusant au travers du tamis. La présente invention concerne en outre l'utilisation d'un module tel que décrit dans la présente invention pour le traitement d'un fluide. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 15 suivante, accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels : La figure 1(a) représente schématiquement une molécule réseau, La figure 1(b) représente la structure de la molécule réseau représentée à la figure 1(a) La figure 1(c) représente schématiquement un réseau de molécules 20 selon l'invention sur une surface. La figure 2 (A) représente les structures des molécules suivantes: du TSB35, coronène, hexabenzocoronène et pentacène ; Les figures 2(B), (C) et (D) correspondent respectivement à une vue en microscopie STM d'un tamis 2-D seul (B) et après addition de coronène (C) ou 25 HBC (D). Les figures 3(A1), (A2), (A3) et (A4) représentent les images successives au microscope STM d'un tamis 2-D en présence de coronène montrant la diffusion de cavités en cavités du coronène, La figure 3(B) représente l'image STM d'un tamis 2-D en présence 30 d'une solution sous-stoechiométrique mixte de coronene et HBC, La figure 3(C) illustre le transport sélectif de molécules en présence d'un tamis 2-D. La figure 4 illustre un mode de réalisation particulier de l'invention mettant à profit un gradient de température. La figure 5 illustre un type de module pour l'utilisation du procédé en 5 mode dynamique pour la séparation de composés de tailles variables. La figure 6 est une courbe logarithmique représentant l'évolution du temps de résidence (ms) d'une molécule au sein d'un tamis 2-D en fonction de la température ( C). La figure 7 illustre un autre type de module pour l'utilisation du io procédé en mode dynamique pour la séparation de composés de tailles variables. La figure 8 représente un mode de réalisation particulier de l'invention dans lequel le traitement correspond à une catalyse. La présente invention concerne tout d'abord un procédé de traitement d'un fluide. Selon l'invention, le fluide est mis au contact d'un substrat à la surface 15 duquel existe un réseau de molécules organiques, dites molécules de réseau, ou molécules réseau, possédant un noyau central ainsi qu'au moins un bras latéral, lesdites molécules réseau étant adsorbées à la surface du substrat. Le réseau à la surface du substrat peut notamment être formé par des molécules réseau susceptibles de s'auto-organiser lors de leur dépôt. L'homme 20 du métier a à sa disposition une vaste famille de composés apte à adopter ce comportement [V. Barth, Nature, 2005, 437, 671-679]. La plupart de ces molécules réseau possèdent une structure plane centrale, correspondant au noyau central, à partir de laquelle rayonnent des bras latéraux. Au titre de molécule de réseau, il est également possible d'utiliser un assemblage de composés, certains assurant la 25 présence de la structure centrale plane et d'autres constituant les bras latéraux, pour former un complexe de réseau qui se comporte, à la surface du substrat, comme les molécules au titre de l'invention [J. A. Theobald, letters to Nature, 2003, 424]. Dans ce dernier cas le noyau central et ledit au moins un bras latéral ne sont pas liés de manière covalente mais par des interactions plus faibles et notamment de type 30 ionique ou liaisons hydrogènes. Dans l'exposé qui suit le terme molécule réseau, ou molécule dans la même signification, utilisable selon l'invention doit donc être 4 compris de manière large et inclure, lorsque cela est pertinent, de tels complexes. Les bras latéraux sont alors communs aux composés de type noyau central adjacents les uns des autres au sein du réseau. Dans les deux cas un réseau est obtenu par auto-assemblage grâce s à des interactions faibles de type liaisons hydrogènes ou Van der Waals, entre les différentes molécules. Ces molécules réseau peuvent également mettre à profit des interactions ioniques et peuvent alors se présenter sous la forme de sels, les contre ions étant typiquement de nature organique et préférentiellement porté par une autre molécule du réseau ou par la même molécule. io Les inventeurs considèrent que les molécules discotiques sont particulièrement intéressantes dans le cadre de la présente invention. De telles molécules correspondent à des composés possédant un noyau aromatique plan, le noyau central, pouvant être substitué par des groupes variés ainsi que par des chaînes de type alkyle et portant n bras latéraux, n étant un 15 entier supérieur ou égal à 1, correspondant à des groupes alkyles en C1 à 016. Au titre de noyau aromatique on peut notamment citer les structures carbonées aromatiques ou hétéroaromatiques, éventuellement mono- ou polysubstituées, constituées d'un ou plusieurs cycles aromatiques ou hétéroaromatiques comportant chacun de 3 à 8 atomes, le ou les hétéroatomes étant généralement N, 20 0, P ou S. Le ou les substituants peuvent contenir un ou plusieurs hétéroatomes, tels que N, 0, F, CI, P, Si, Br ou S ainsi que des groupes alkyles ou des groupes portant des hétéroatomes comme un groupe alcool, amine, imine, ester, acide carboxylique, thiol, amide, éther, trifluorométhyle, cétone, aldéhyde, sulfonyle, nitrile... La structure générale du noyau peut bien entendu être ramifiée et comporter 25 des noyaux aromatiques non accolés, d'une manière générale il est toutefois souhaitable que l'ensemble des liaisons de type n forme un système conjugué. Les inventeurs considèrent qu'il est particulièrement avantageux que le noyau aromatique soit constitué d'un benzène, d'une pyridine, d'un stilbène, comme le 1,3,5 tristyrilbenzène, d'une porphyrine, d'une phthalocyanine, d'une 30 subphthalocyanine ou de leurs dérivés. Un bras latéral selon l'invention est notamment constitué par une 6 chaîne latérale qui est un groupe alkyle correspondant généralement à une chaîne alkyle dont la longueur est supérieure à 4 atomes de carbone et de préférence comprise entre 6 et 16. Un groupe alkyle peut également être ramifié, plus ou moins saturé et plus ou moins substitué. Le ou les substituants peuvent contenir un ou s plusieurs hétéroatomes, tels que N, O, F, Cl, P, Si, Br ou S ainsi que des groupes portant des hétéroatomes comme un groupe alcool, amine, imine, ester, acide carboxylique, thiol, amide, éther, trifluorométhyle, cétone, aldéhyde, sulfonyle, nitrile... Il est préférable que le groupe alkyle soit une chaîne peu ramifiée. Un bras latéral conforme à l'invention peut notamment être un alkyle, 10 un alkoxy, un alkyl-éther de préférence linéaires et en C6 à C16. Dans le cas d'une molécule portant plusieurs bras latéraux, il est possible que ceux-ci soient de structure différente. Il est intéressant qu'un ou plusieurs centres asymétriques, typiquement sous la forme d'un carbone asymétrique, soit présent sur au moins un bras. Il est recommandé que la molécule réseau porte 6 bras. 15 Les molécules réseau préférées possèdent une structure de formule générale (I) : 20 25 dans laquelle RI à R6 représentent indépendamment des groupes alkyles en -CnH2n+1, et notamment des alkoxy en -OCnH2n+1, n étant un entier 30 supérieur ou égal à 1, et particulièrement en C6 à C16, et R7 à R9 sont indépendamment choisis parmi l'hydrogène, des groupes alkyles en C1 à C4 ou une fonction chimique portant un ou plusieurs hétéroatomes. De manière avantageuse la structure (I) possède un axe de symétrie d'ordre au moins égal à 3. Il est préférable que R1 et R6, R2 et R3 et R4 et R5 soient respectivement identiques entre eux ou alors que R1 à R6 soient identiques. II est préférable que R1 à R6 soient choisis parmi les alkyles, les alkoxy, les alkyl éthers présentant ou non une ou plusieurs insaturations et de préference linéaire en C6 à C16. Les substituants R7 à R9 seront avantageusement choisis parmi les fonctions lo chimique portant un ou plusieurs hétéroatomes, et notamment les fonctions alcool, thiol et amine, ou l'hydrogène, il est préférable que les substituants soient identiques et il est particulièrement opportun qu'ils correspondent à des hydrogène. Les molécules possédant un noyau central correspondant à un tristyrylbenzène portant des bras latéraux, notamment des chaînes alkoxy en û 15 OCnH2n+1, avec de préférence n compris entre 6 et 16, situés en méta des cycles aromatiques périphériques sont particulièrement avantageuses. Les inventeurs considèrent que le (1,3,5-tris[(E)-2-(3,5-didécyloxyphényl)-éthènyl]benzène) ou le (1,3,5-tris[(E)-2-(3,5-didodécyloxyphényl)-éthènyl]benzène), molécules pour lesquelles le coeur est de type tristyrilbenzène et les bras latéraux sont identiques et 20 correspondent à des chaînes linéaires ûOC10H21 ou encore en ûOC12H25, et ses dérivés sont particulièrement adaptés à l'invention. A la surface du substrat les molécules sont organisées grâce aux interactions molécules-substrat. L'inter-digitation des bras latéraux des molécules réseau adjacentes apporte une stabilité supplémentaire à l'ensemble. Cette stabilité 25 peut être accrue par la présence de groupes fonctionnels opportuns ( Cyano , OH , n-oxydes ...) susceptibles de créer des liaisons additionnelles de type hydrogène ou Van der Waals. Il est préférable que les molécules réseau possèdent un axe de symétrie d'ordre au moins égal à 3. L'ordre de symétrie de l'axe des molécules 30 influence la structure du réseau, l'homme du métier, considérant le réseau qu'il désire obtenir au regard du traitement qu'il veut faire subir au fluide, choisira la symétrie la mieux adaptée. Un axe est dit axe de symétrie d'ordre m si le nombre entier m est tel que l'angle de rotation 2it/m autour de cet axe est le plus petit angle qui amène la molécule à se superposer à elle même. Typiquement, une seule espèce de molécule de réseau est employée s pour former le réseau, mais il est toutefois possible d'utiliser des espèces différentes. Le substrat selon l'invention peut être choisi parmi des substrats organiques ou inorganiques. Il est souhaitable que ceux-ci aient une surface possédant des terrasses planes à l'échelle atomique, de préférence lesdites terrasses ont une surface supérieure ou égale à 400 nm2. Il est toutefois préférable 10 d'utiliser un substrat inorganique, celui-ci pourra notamment être choisi parmi les substrats métalliques comme les métaux de transition tels que Au, Ag, Cu ou des substrats utilisés dans le domaine de la biologie ou de l'électronique comme le silicium ou le carbone, par exemple sous forme de graphite pyrolytique fortement orienté (HOPG - Highly Oriented Pyrolitic Graphite). Du fait de l'influence du substrat 15 sur l'organisation des molécules, la molécule qui formera le réseau auto organisé devra posséder une affinité chimique suffisante en vue de son adsorption sur le substrat. Le substrat peut en outre subir un traitement de surface, tel qu'une oxydation, selon les propriétés que l'utilisateur souhaite qu'il possède. Le substrat sera avantageusement choisi en fonction des molécules 20 réseau que l'utilisateur souhaite employer et en fonction des affinités qui se développent entre eux. Il est connu que d'une manière générale la barrière d'adsorption n'est pas suffisamment importante pour conserver des molécules de petite taille à la surface d'un substrat dès que l'un des paramètres du milieu, comme la température ou l'agitation, est modifié. La présence de bras latéraux sur les 25 molécules réseau utilisables selon l'invention permet d'apporter une grande stabilité aux molécules adsorbées et permet une flexibilité importante dans leur choix. Par ailleurs la présence de bras latéraux permet également de diminuer la mobilité des molécules sur la surface du substrat sur lequel elles sont adsorbées, garantissant ainsi une grande stabilité au réseau formé. Ceci s'applique notamment aux surfaces 30 de graphite HOPG du fait de la grande affinité entre ce dernier et des chaînes aliphatiques ou alkoxy. Pour un substrat d'or par exemple, on pourra intégrer des 9 atomes de soufre ou d'azote au sein de ces chaînes afin d'augmenter la stabilité du réseau sur la surface. Cette méthode pourra être déclinée en fonction des affinités connues de chaque substrat. Il y a lieu de remarquer que le réseau peut être localement chiral sans que les molécules portent nécessairement de centre asymétrique [Spillman et al., J. Ma. Chem. Soc., 2003, 125, 10725-10728]. D'une manière générale il est possible que sur l'ensemble de la surface du substrat cohabitent des zones de chiralité distincte Selon le souhait de l'utilisateur, il peut être possible d'utiliser un substrat susceptible de favoriser la croissance d'un domaine d'une chiralité donnée, de tels io substrats possèdent des surfaces chirales, il s'agit en général de monocristaux clivé, les surfaces vicinales, i.e. les surfaces à marches, sont particulièrement adaptées. Les inventeurs considèrent qu'il est particulièrement intéressant d'employer une surface de carbone, préférentiellement sous forme de graphite pyrolytique fortement orienté, avec des molécules dérivées du stilbène et plus is particulièrement du tristyrylbenzène. Il est également souhaitable que la molécule porte trois, six ou neuf bras latéraux saturés, préférentiellement identiques, comme des chaînes aliphatiques en C6 à C16. L'ordre de l'axe de symétrie de telles molécules est typiquement d'ordre 3 Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre une étape de 20 préparation du substrat. L'homme de l'art est à même de prendre les dispositions nécessaires pour que la surface du substrat destinée à recevoir le réseau soit propre, ainsi par exemple dans le cas de HOPG il est préférable d'utiliser une surface fraîchement clivée. Le substrat est ensuite recouvert par le réseau de molécules réseau, 25 les molécules réseau peuvent être déposées de différentes manières. Une première méthode consiste à les dissoudre dans un solvant adapté, puis à recouvrir la surface avec la solution obtenue, le solvant pouvant être ensuite évaporé. Ce type de dépôt peut être réalisé aisément dans les conditions proches des conditions normales de température et de pression (CNTP, 1 atm, 25 C). Les protocoles expérimentaux sont 30 bien entendu à adapter en fonction de la molécule, néanmoins la méthode peut être mise en oeuvre dans une vaste gamme de température, limitée par la température 10 d'ébullition du solvant, et de pression. Ainsi, une goutte de solvant contenant les molécules réseaux solubilisées peut simplement être déposée sur le substrat sur lequel les molécules s'adsorbent et forment le réseau. Une autre méthode consiste à faire le dépôt par sublimation, généralement réalisée sous ultravide (UHV û Ultra High Vacuum) à partir d'une cellule de Knudsen,. Lors de leur dépôt les molécules sont adsorbées sur la surface et s'auto-organisent sous la forme d'un réseau, un tel dépôt présente les mêmes caractéristiques que ceux réalisés à partir d'un solvant. Ces méthodes conduisent à la réalisation de réseau de type tamis bidimensionnel ou à deux dimensions (tamis 2-D) constitué des molécules réseau assemblées sous to forme d'un réseau et adsorbées à la surface du substrat. Le tamis se présente sous la forme d'un substrat recouvert d'un réseau de molécules qui forme une véritable grille à sa surface : des cavités d'échelle moléculaire, seul accès à la surface du substrat, sont présentes au sein d'un vaste squelette carboné constitué de l'ensemble des molécules liées entre elles is par des interactions faibles. La taille et la forme des pores dans le tamis 2-D peut être notamment modulée en modifiant la longueur des bras latéraux des molécules réseau ou la taille du noyau central. Les affinités que le tamis 2-D développe avec un composé quelconque peuvent être modulées par la fonctionnalisation des bras latéraux en 20 introduisant des groupes permettant la création de liaisons hydrogènes par exemple. Le dépôt des molécules peut être suivi à l'aide d'un microscope tel qu'un microscope à effet tunnel (STMû Scanning Tunne/ling Microscopy). Au sens de l'invention le traitement du fluide correspond notamment à une purification ou un enrichissement par extraction ou adjonction de composés 25 particulier, il peut également correspondre à la catalyse d'une réaction sur des composés en solution dans le fluide considéré. Les composés devront présenter une affinité suffisante avec le substrat choisi leur permettant de s'y adsorber. Dans le cas du graphite HOPG, par exemple, le système s'adaptera particulièrement bien aux molécules de type PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) que l'on retrouve 30 notamment dans les pétroles. Le procédé peut ainsi comporter une étape complémentaire correspondant à la détermination du substrat le plus adapté au composé d'intérêt, l'observation au STM de différentes surfaces mises en présence du composé permettra de sélectionner celui ou ceux pour lesquels l'affinité est la mieux adaptée, qu'elle soit grande ou plus modérée. Le procédé s'applique particulièrement à des liquides non visqueux dans les conditions opératoires choisies. Les paramètres de mise en oeuvre du procédé étant relativement flexibles il est ainsi possible de faire varier l'un d'eux pour adapter le procédé à la plupart des liquides. Ainsi à un liquide trop visqueux peut être ajouté un solvant supplémentaire pour le fluidifier, la température ou la pression du milieu peuvent être également changées. La concentration en espèces contenues dans le solvant peut également être facilement modulée dans la mesure où l'on souhaite éviter une saturation du tamis. Ainsi selon un premier mode de réalisation le procédé de traitement correspond à un procédé d'enrichissement contrôlé d'un fluide avec un composé d'enrichissement. Selon ce mode de réalisation le tamis 2-D est préparé de telle 1s sorte que la taille des pores soit proche de celle du composé d'enrichissement et de manière avantageuse que des liaisons faibles, comme des liaisons hydrogènes, puissent se développer entre le composé d'enrichissement et le réseau, et/ou le substrat, lorsque le composé d'enrichissement est situé dans un pore. Une variation contrôlée d'un paramètre tel que la température permet de libérer le composé 20 d'enrichissement. Ainsi par exemple pour enrichir un fluide en hexabenzocoronène (HBC) il est possible d'utiliser un tamis 2-D préparé à partir d'un réseau de dérivés du tristyrilbenzène sur HOPG. Le tamis enrichi peut être préparé à partir de HBC mis au contact du tamis 2-D à une température TI. Le fluide à traiter peut simplement être mis au contact du tamis 2-D enrichi, et, dès, qu'il est souhaitable de libérer le 25 HBC le tamis 2-D peut être porté à une température T2 à laquelle le réseau est plus lâche. Le paramètre de contrôle peut également être la charge globale du tamis. Selon un second mode de réalisation le traitement correspond à une purification statique du fluide. Ce mode de réalisation peut être notamment mis en oeuvre en adaptant la taille et la forme des pores du tamis 2-D à la taille des 30 composés de purification qu'il est souhaitable d'extraire du fluide. Les composés de purification, au contact, du tamis sont piégés dans les pores. Il est possible également de préparer le tamis de telles sorte que des liaisons faibles puissent se développer entre le réseau, et/ou le substrat, et les composés de purification afin d'accroître l'affinité existant entre le tamis 2-D et ces composés de manière à augmenter l'efficacité de la purification. Par ailleurs, l'utilisation d'un tamis chiral permet d'extraire sélectivement du fluide un des énantiomères du composé de purification si celui-ci est chiral. Par exemple l'utilisation d'un tamis 2-D préparé à partir d'un réseau de dérivés du tristyrilbenzène sur HOPG permet d'isoler sélectivement le HBC au sein d'une solution constituée d'un mélange d'hydrocarbures polyaromatiques (PAH) : coronène, HBC et pentacène. io Selon un troisième mode de réalisation le traitement correspond à une purification dynamique. Ce type de purification met à profit les propriétés spécifiques des tamis 2-D selon l'invention. Si le tamis 2-D correspond à un véritable piège pour certains composés tel qu'exposés dans les précédents modes de réalisation il se comporte également comme une surface de transfert pour d'autres 15 molécules qui diffusent alors de pores en pores. Le tamis peut ainsi notamment être utilisé pour séparer des composés de tailles variables. Ce type de comportement dynamique se manifeste notamment pour des interfaces liquide-solide, dont le ratio (molécules en solution / pores disponibles) est typiquement de l'ordre de la centaine. A titre d'exemple, la densité de pores issue de l'auto-organisation sur une surface de 20 graphite HOPG de la molécule TSB35 pourvue de bras latéraux en C10 s'élève à 8 1012 pores / cm2. Selon un mode particulier de réalisation il est souhaitable d'établir un gradient de température sur le tamis 2-D. La vitesse de transfert de pores en pores de certaines molécules en surface dépend alors de la température du tamis à la 25 position occupée par les molécules du composé considéré en son sein. Plus la température est élevée, plus la vitesse est importante. Ceci permet d'orienter le mouvement des molécules du composé des zones les plus chaudes du tamis vers les zones plus froides. Un tri sélectif entre les molécules du composé considéré qui par exemple restent coincées dans les pores (HBC par exemple) et les molécules qui 30 diffusent de pores en pores (Coronène par exemple) peut être réalisé. Un choix judicieux des molécules constituant le tamis 2-D permet de conférer ou non des 13 propriétés dynamiques à telle ou telle molécules. Une paroi placée parallèlement à la surface du substrat permet en outre de minimiser la diffusion des molécules à filtrer via le liquide. Selon un quatrième mode de réalisation le traitement correspond à une catalyse effectuée sur des composés dissouts dans le fluide. Il s'agit d'une application de la différence de mobilité entre molécules de tailles différentes au sein du réseau. Selon ce mode de réalisation une proportion, de 1 pour 1000 à 1 pour 100000 et de préférence 1 pour 10000, de molécule réseau est modifiée de telle sorte qu'elle porte un catalyseur. Le fluide contenant les molécules à traiter est mis en contact avec la surface catalytique ainsi réalisée dans un réacteur à catalyse hétérogène. Ainsi par exemple, enutilisant un tamis composé de TSB 35 dans le cas d'une oxydation de composés polyaromatiques comme le coronène et le HBC, la plupart des molécules de HBC présentes dans le fluide sont piégées en surface grâce au réseau auto-assemblé et ne rencontrent jamais le groupement catalyseur chimique. Les molécules de coronène présentes, quand à elles, sont mobiles en surface et se trouvent ainsi guidées vers les molécules contenant le groupement catalyseur chimique et sont ainsi oxydées. L'invention concerne également un tamis moléculaire à deux dimensions constitué d'un substrat à la surface duquel est adsorbé un réseau de molécules réseau, notamment celles présentées plus haut, caractérisé en ce que les molécules adsorbées sont capables de s'auto-organiser à la surface pour former un réseau. L'invention concerne également l'utilisation d'un tel tamis pour le traitement d'un fluide. Plus particulièrement le tamis moléculaire objet de l'invention est un tamis 2-D tel que présentés ci-dessus. L'invention concerne aussi un module de traitement d'un fluide constitué d'une enceinte, pouvant être étanche, comportant des moyens de circulation du fluide à traiter et renfermant un ou plusieurs tamis 2-D ainsi que son utilisation pour le traitement dudit fluide. Le module comporte avantageusement des moyens pour établir un gradient de température à l'intérieur de l'enceinte et avantageusement à la surface de chacun des tamis. Le module peut être également constitué de deux enceintes, préférentiellement étanches, équipées de moyens de circulation d'un fluide séparées par une paroi traversée d'un ou plusieurs tamis à deux dimensions, tamis 2-D, ladite paroi étant généralement constituée d'un matériau suffisamment étanche au fluide mais perméable aux composés diffusant au travers dudit tamis moléculaire. Le module de traitement peut aussi correspondre à un dispositif dans lequel un ou plusieurs tamis 2-D, et notamment sur un substrat tel qu'une feuille de graphite ou un ou plusieurs nanotube multi-feuillet, sont utilisés de manière pontante entre un premier milieu contenant le fluide à traiter, typiquement sous la forme d'une cuve, et un second milieu, typiquement sous la forme d'une cuve contenant un autre fluide ou alors sous vide. Le fluide à traiter comprenant ici encore des composés à isoler, l'extraction a lieu dans le sens du premier vers le second milieu, ou alors à injecter, le déplacement des molécules de composés ayant lieu dans le sens du is second vers le premier milieu. L'utilisation de moyens de chauffage, sous la forme d'un gradient de température imposé au tamis 2-D pontant peut être avantageusement rnis en place pour faciliter le déplacement de matière comme précédemment indiqué. Le temps de fixation d'une molécule d'un composé particulier peut 20 aisément être modulé avec la température : il diminue lorsque la température augmente. L'invention met en oeuvre des nanostructures à deux dimensions organisée par auto-assemblage et permet de travailler à l'échelle nanométrique. L'invention peut ainsi être utilisée dans de nombreux domaines d'application comme 25 l'électronique ou la biologie. Elle peut être mise en oeuvre de manière aisée et rapide, en effet, l'utilisation de molécules réseau qui s'auto-organisent permet d'éviter de lourdes étapes d'ingénierie moléculaire, il en découle un coût moindre tant pour l'utilisation sur de petites que de grandes surfaces. Par ailleurs le procédé peut être utilisé selon différents mode, statique 30 ou dynamique, ce qui apporte une grande flexibilité à l'utilisateur. II peut être mis en oeuvre sur de faibles quantités de fluide du fait de l'interaction directe de la surface avec le fluide, et permet ainsi d'éviter de gaspiller de la matière. L'interaction directe apporte également une grande rapidité au traitement. Enfin les possibilités de contrôle apportées par l'invention au niveau nanométrique sont importantes, l'utilisation en mode dynamique permet de contrôler 5 plus directement le mouvement des molécules individuelles. La présente invention concerne également l'utilisation d'un module tel que décrit dans la présente invention pour le traitement d'un fluide. Telle qu'illustrée ci après a été mise en oeuvre sur un substrat de HOPG de 1 cm2, dont la surface a été clivée avant utilisation afin de garantir sa 10 propreté, la présence de terrasses atomiquement planes, ici sur plusieurs centaines de nm2, de 300 à 600, a été constatée par observation au STM. La molécule réseau employée est dérivée du tristyrylbenzène, il s'agit du (1,3,5-tris[(E)-2-(3,5-didécyloxyphényl)-éthènyl]benzène) (TSB35), il a été également réalisé avec du (1,3,5-tris[(E)-2-(3,5-didodécyloxyphényl)-15 éthènyl]benzène) (bras latéral en -OC12H25). Celle-ci a été solubilisée dans un solvant (phényl-octane ou tetradécane) à une concentration d'environ 10-4 mol/L. Une goutte de la solution a ensuite été déposée sur l'échantillon fraîchement clivé. Le tamis 2-D ainsi obtenu a été caractérisé à l'aide d'un microscope STM, fonctionnant directement dans le liquide, dont la pointe est immergée dans la goutte. 20 Le réseau de TSB35 (fig. lb) a une géométrie hexagonale de type nid d'abeille, comprenant des cavités d'environ 1,3 nm de diamètre connecté par des canaux d'environ 1,1 nm de large. La structure de tamis constitué de molécules réseau (fig. lb) est représenté en figure 1c sur laquelle apparaissent les zones qui bloque le passage de molécules (1), les pores permettant l'accueil de molécules (2) 25 et les canaux permettant le passage des molécules de pores en pores (3). L'ajout successif de solvant (phényl-octane ou tetradecane par exemple) contenant différents composés de type hydrocarbure polyaromatique (PAH) permet de mettre en évidence les propriétés d'adsorption sélective du tamis 2-D. Spécifiquement, trois composés de taille et forme différente, dont la structure est 30 présentée figure 2, ont été testés, à savoir le coronène, l'hexabenzocoronène (HBC) et le pentacène. Une analyse STM a été réalisée sur les échantillons à hauteur constante avec une vitesse de balayage de 40 ms par ligne, une polarisation de l'échantillon de -1000 mV et un courant de consigne de 46 pA, la température du milieu a été fixée à environ 12 C. L'observation de disques brillants à l'intérieur de chaque cavité confirme le piégeage sélectif des molécules individuelles de coronène et HBC. Le pentacène, de taille supérieure au diamètre de la cavité n'est pas adsorbé. Une diminution de la concentration des composés dans le solvant conduit à un taux de remplissage restreint des cavités permettant le transport sélectif des composés de cavité en cavité qui a alors été mis en évidence. A grande cadence de balayage (0,5 images par seconde) le saut de molécules de cavité en cavité est directement observable, à plus faible cadence (0,05 images par seconde) des stries uniformément distribuées et parallèles à la direction de balayage sont observées : elles sont le signe de sauts moléculaires de cavité en cavité pendant l'acquisition de l'image. Des images successives en microscopie STM sur une surface de 11x11 nm2, à une vitesse de balayage de 24 ms/ligne, courant tunnel 11 pA, Vpo;nte = 1000 mV) tirées d'une séquence de 50 images STM obtenue à 12 C sont présentée figure 3A. Le déplacement des molécules d'un pore à l'autre dans le réseau est indiqué par des flèches. Les molécules de coronène se déplacent de cavité en cavité par diffusion dans le plan de surface, les molécules de HBC (de dimension supérieure à la taille des canaux) restent piégées à l'intérieur de chaque cavité. La figure 3B correspond à une image obtenue par STM d'une solution sous-stoechiométrique [concentration de cavités par unité de surface 8,2 x 1012 cavités/cm2] mixte de coronène et HBC (scan horizontal, 20x20 nm2, vitesse de scan: 160 ms/ligne, courant de consigne 8 pA) sur un tamis 2-D. Les cavités hébergeant transitoirement une molécule de coronène apparaissent striées contrairement à celles contenant des molécules de HBC. Le temps de résidence au sein de chaque cavité est modulable via une modification de la température du substrat. Plus la température du tamis est grande, plus le temps de résidence des molécules au sein des pores s'est révélé court. Sur la courbe présentée à la figure 6, correspondant au temps de résidence de molécules de coronène dans un réseau de TSB35, on peut constater que la dynamique des molécules de coronène au sein d'un réseau est accélérée d'un facteur 100 lorsque la température de l'échantillon augmente de 44 C. Par ailleurs, la plupart des modules de l'invention mettent généralement à profit la présence d'un gradient de température à la surface du ou des tamis 2-D qu'ils contiennent. Un tel gradient permet de favoriser le déplacement des molécules. Ainsi par exemple, et tel qu'illustré en figure 4, les molécules solubilisées dans un liquide arrive par la gauche (In) et s'adsorbe sur le tamis. Le to gradient permet alors de diriger les molécules des parties chaudes vers les parties froides (de gauches à droites sur le dessin), afin d'être extraites en sortie (out). Le mode de déplacement en présence du tamis 2-D du coronène, du HBC et du pentacène est illustrés à la figure 3C : les molécules de coronène se déplacent par les canaux formés par les bras latéraux des molécules réseau alors 15 que celles de HBC restent fixé dans les pores, les molécules de pentacène ont une taille trop importante pour pénétrer les pores, elles restent ainsi hors du réseau établi sur la surface. Le noyau central des molécules réseau est un obstacle au déplacement des molécules, qui ont une taille suffisamment faible (HBC et coronène) 20 pour pénétrer un pore, mais trop importante (seulement HBC) pour se déplacer au travers du réseau. Les molécules susceptibles de se déplacer à la surface sont celles dont la taille est suffisamment faible (HBC et coronène) pour pénétrer un pore puis se déplacer dans le réseau au travers des espaces, véritables canaux, que forment les bras latéraux (exemple : coronène). 25 Un premier module est représenté à la figure 5, il s'agit d'un module dans lequel deux enceintes étanches, ou deux cuves, l'une contenant un fluide à traiter (In) et l'autre un second fluide (Out), qui sont séparées par une membrane isolante ne permettant pas le passage de liquide. Un tamis 2-D selon l'invention est disposé à ou aux interfaces de la membrane et de la ou des parois des enceintes. Le 30 tamis 2D peut être éventuellement être utilisé comme paroi au niveau de la membrane. Seules les petites molécules peuvent ici diffuser par les canaux présents sur le tamis qui représentent le seul moyen de passage entre les deux enceintes. Ainsi les plus petites molécules peuvent être extraites du premier milieu (in) vers le second (out). Le passage d'un milieu à l'autre est d'autant plus efficace que la distance sur lequel il est réalisé est proche de la taille moyenne d'un monodomaine de molécule réseau. Ainsi, dans le cas d'un réseau de TSB 35 sur du HOPG et d'une solution de PAH de laquelle il est souhaitable d'extraire des molécules de coronène, la taille moyenne du monodomaine est de 100 nm à 1000 nm de large. Un autre type de module de traitement représenté en figure 7 correspond à un module dans lequel le tamis2-D est utilisé de manière pontante lo entre un premier milieu contenant le fluide à traiter, typiquement sous la forme d'une cuve, et un second milieu, typiquement sous la forme d'une cuve contenant un autre fluide ou alors sous vide. Par exemple la partie centrale est une surface de HOPG recouverte du réseau de TSB 35. Le côté gauche de la surface baigne dans la solution de molécules à filtrer (In). Seules les molécules dont la taille convient au ts processus de diffusion s'adsorbe au sein des cavités. L'utilisation d'un tel dispositif permet d'extraire les molécules de coronène d'une solution de PAH. Par ailleurs il est également possible d'utiliser un gradient de température qui oriente la dynamique des molécules de gauches à droites (fig.4 et 7). Les molécules migrent à sec jusqu'à la partie droite du tube, ou elle se retrouve dans le liquide du bassin de sortie (Out). 20 Ce dispositif a l'avantage qu'il est possible de l'utiliser dans la plupart des milieux, il n'est pas nécessaire que le tamis soit recouvert de liquide. Le traitement que peut subir un fluide peut être par exemple une réaction sélective : du coronène dans une solution de PAH contenant d'autres constituants de réactivité chimique comparable à celle du coronène mais de taille 25 moléculaire différente, tels que l'hexabenzocoronene (HBC), et tout autre PAH formé de plus de six cycles aromatiques, peut être sélectivement oxydé. La surface du catalyseur est constituée de graphite HOPG sur lequel sont adsorbées des molécules réseau, par exemple de TSB35. Quelques unes de ces molécules (typiquement une pour 10000) sont substituées chimiquement par un groupement 30 catalyseur chimique de la réaction d'oxydation, typiquement un composé de fer au degré d'oxydation II (un complexe comme une phthalocyanine de fer II ou un éther- couronne de fer II par exemple). Alternativement, ce complexe peut être lui-même adsorbé en surface, à condition qu'il soit suffisament volumineux pour y être immobilisé. Le fluide contenant les molécules à traiter est mis en contact avec la surface catalytique ainsi réalisée dans un réacteur à catalyse hétérogène. La plupart des molécules de HBC sont piégées en surface grâce au réseau auto-assemblé et ne rencontrent jamais le groupement catalyseur chimique. Les molécules de coronène, quand à elles, sont mobiles en surface et se trouvent ainsi guidées vers les molécules contenant le groupement catalyseur chimique et vont ainsi être oxydées (fig.8).10 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'un fluide caractérisé en ce que le fluide est mis au contact d'un substrat à la surface duquel existe un réseau de molécules organiques réseau, susceptibles de s'auto-organiser et possédant un noyau central ainsi qu'au moins un bras latéral, lesdites molécules réseau étant adsorbées à la surface du substrat. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les molécules réseau sont des molécules discotiques. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau io central est constitué d'un noyau aromatique plan et en ce que les molécules réseau portent n bras latéraux, n étant un entier supérieur ou égal à 1, correspondant à des groupes alkyles en C1 à C16, lesdits groupes alkyles pouvant être ramifiés, plus ou moins saturés et plus ou moins substitués. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le noyau 15 aromatique est constitué d'un benzène, d'une pyridine, d'un stilbène, d'une porphyrine, d'une phthalocyanine, d'une subphthalocyanine ou de leurs dérivés. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bras latéraux sont choisis parmi les alkyles ou les alkoxys de préférence linéaires et en C6 à C16• 20 6. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les molécules réseau sont de formule (I) : 25 30Dans laquelle R1 à R6 représentent indépendamment des groupes alkyles en -CnH2n+1, et notamment des alkoxy en -OCnH2n+1, n étant un entier supérieur ou égal à 1, et particulièrement en C6 à C16, et R7 à R9 sont indépendamment choisis parmi l'hydrogène, des groupes alkyles en C1 à C4 ou une fonction chimique portant un ou plusieurs hétéroatomes. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les molécules réseau de formule (I) possèdent un axe de symétrie d'ordre au moins égal lo à 3. 8. Procédé selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que R1 et R6, R2 et R3 et R4 et R5 soient respectivement identiques entre eux ou alors que R1 à R6 soient identiques entre eux. 9. Procédé selon les revendications 6 à 8, caractérisé en ce que R7 15 à R9 représentent une fonction chimique portant un ou plusieurs hétéroatomes. 10. Procédé selon les revendications 6 à 8, caractérisé en ce que R7 à R9 représentent un hydrogène. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les molécules réseau sont choisies parmi le (1,3,5-tris[(E)-2-(3,5-didécyloxyphényl)éthènyl]benzène) et le (1,3,5-tris[(E)-2-(3,5-d idodécyloxyphényl)-éthènyl]benzène). 12. Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le substrat est constitué d'un métal, de silicium ou de carbone. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le substrat est constitué de graphite pyrolytique fortement orienté. 25 14. Procédé selon les revendications 12 à 13, caractérisé en ce que le substrat a une surface possédant des terrasses planes à l'échelle atomique. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les terrasses ont une surface supérieure ou égale à 400 nm2. 16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la 30 surface du substrat est une surface vicinale. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16,sous ultravide. 18. Procédé selon les revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le fluide est un liquide non visqueux. 19. Procédé selon les revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'un gradient de température est établi sur un tamis à deux dimensions, constitué des molécules réseau assemblées sous forme d'un réseau et adsorbées à la surface du substrat. 20. Procédé selon les revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le traitement est une purification ou un enrichissement par extraction ou adjonction de io composés particuliers, ou une catalyse d'une réaction sur des composés en solution dans le fluide considéré. 21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que le traitement correspond à une purification dynamique. 22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que le 15 traitement correspond à une catalyse effectuée sur des composés en solution dans le fluide et en ce qu'une proportion de molécules réseau comprise entre 1 pour 1000 et 1 pour 100000, de préférence 1 pour 10000, est modifiée de telle sorte qu'elle porte un catalyseur. 23. Tamis moléculaire à deux dimensions constitué d'un substrat tel 20 que mentionné aux revendications 12 à 16, à la surface duquel est adsorbé un réseau de molécules réseau, selon les revendications 1 à 11. 24. Module de traitement d'un fluide constitué d'une enceinte étanche comportant des moyens de circulation du fluide à traiter et renfermant un ou plusieurs tamis moléculaires à deux dimensions, selon la revendication 23. 25 25. Module de traitement selon la revendication 24, constitué en outre d'une deuxième enceinte étanche, les deux enceintes étanches étant équipées de moyens de circulation d'un fluide séparées par une paroi traversée d'un ou plusieurs tamis moléculaires à deux dimensions, ladite paroi étant constituée d'un matériau suffisamment étanche au fluide mais perméable aux composés diffusant au 3o travers du tamis. 26. Utilisation d'un module selon les revendications 24 ou 25 pour le 22traitement d'un fluide.