# Sylvie Roke

Sylvie Roke (née en 1977 à De Bilt, Pays-Bas) est une chimiste et physicienne néerlandaise spécialisée dans la photonique et les systèmes aqueux. Elle est titulaire de la chaire Julia Jacobi de photomédecine à l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne et directrice du Laboratoire de Biophotonique fondamentale.

## Carrière

Sylvie Roke étudie la chimie et la physique expérimentale à l'université d'Utrecht et obtient un diplôme en 2000 avec mention. Elle rejoint le groupe des faisceaux moléculaires d'Aart W. Kleyn à l'Institut de physique atomique et moléculaire (AMOLF (en)) où elle étudie les interactions des petites molécules avec les surfaces métalliques dans des conditions d'ultravide$^,$. Elle poursuit son doctorat dans le groupe Kleyn en passant à l'université de Leyde, qu'elle obtient en 2004, avec une thèse co-supervisée sur un nouvel éclairage sur les surfaces cachées.
Elle rejoint ennsuite l'Institut FOM pour la physique des plasmas à Nieuwegein, puis elle est boursière Alexander von Humboldt à l'Institut de chimie physique appliquée de l'Université de Heidelberg. En 2005, elle rejoint l'Institut Max-Planck de recherche sur l'état solide à Stuttgart$^,$.
En 2011, Sylvie Roke rejoint l'EPFL où elle est d'abord professeur assistant, puis professeure associée en 2015 et enfiin ordinaire en 2020. Elle est titulaire de la Chaire Julia Jacobi en photomédecine et directrice du Laboratoire de bio-photonique fondamentale. En 2021, elle devient directrice de l'Institut de bio-ingénierie.

## Recherche

Sylvie Roke développe des outils optiques non-invasifs et sans marquage pour sonder les systèmes aqueux et les interfaces. Ses recherches visent à comprendre les propriétés de l'eau au niveau moléculaire dans divers systèmes tels que les solutions aqueuses d'électrolytes et de Polyélectrolytes, les interfaces enterrées, les gouttelettes et leur extérieur, les membranes courbes à l'échelle nanométrique et microscopique, les pores et les cellules vivantes telles que les neurones$^,$.
Elle invente la diffusion vibratoire de fréquences totales (SFS) afin d'enregistrer le spectre vibratoire des couches interfaciales moléculaires$^,$. Elle utilise la SFS pour spécifier les interfaces moléculaires de systèmes complexes : particules de polymère dans une matrice solide, particules en solution, gouttelettes d'huile dans l'eau (émulsions), systèmes de type gouttelettes lipidiques, gouttelettes d'eau, micro-jet et liposomes en solution aqueuse. Ses études indiquent que les objets à l'échelle nanométrique et microscopique se comportent différemment de ceux des modèles d'interfaces planes.
Sylvie Roke met également au point la diffusion polarimétrique de seconde harmonique résolue en angle (AR-SHS), afin de sonder les interfaces de particules et de liquides. En utilisant la réponse non-résonante de la seconde harmonique de l'eau dans des champs électrostatiques, Sylvie Roke arrive à déterminer le potentiel de surface des interfaces de particules.
En étudiant les solutions aqueuses, elle met en évidence des interactions entre les ions et l'eau dans un champ électrostatique ionique. Elle découvre que ces interactions sont amplifiées dans les liquides viscoélastiques constitués de polyélectrolytes tels que le Hyaluronan. Elle met au point une microscopie multiphotonique à large champ à haut débit, dont le rapport signal/bruit est environ mille fois supérieur à celui des systèmes d'imagerie confocale multiphotonique standard. Cette méthode réduit l'effet de photodégradation dans les cellules vivantes. Elle permet l'imagerie spatio-temporelle de l'eau subissant des réactions chimiques de surface, dans l'électro-catalyse, l'eau à l'intérieur des canaux ioniques et des neurones vivants activés de mammifères. Elle permet de mesurer les potentiels de membrane et les flux d'ions dans les neurones en utilisant l'eau comme sonde.

## Distinctions

Sylvie Roke reçoit plusieurs subventions de l'ERC : ERC Synergy Grant (2020 ; avec Aurélien Roux, Université de Genève), ERC Proof of Concept Grant (2020), ERC Consolidator Grant (2014), ERC Startup Grant (2009)$^,$.
Elle est membre élue de la Société américaine de physique (APS ; 2020)$^,$.
Elle est également membre de la Jeune Académie de l'Académie des sciences et des humanités de Berlin-Brandebourg (2010) et de l'Académie allemande des sciences naturelles, Leopoldina (2010), jeune boursière du Werner von Siemens Ring, et est sélectionnée pour le Réseau d'excellence de la Fondation Robert-Bosch.
Elle reçoit le de:Hertha-Sponer-Preis de la Société allemande de physique (2008), le prix Minerva de la Fondation néerlandaise pour la recherche fondamentale sur la matière (2006) et le prix L. J. Oosterhoff de l'université de Leyde.
Sylvie Roke participe à la création des start-up ORYL photonics et Matis.