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Première étape vers un stockage plus performant d’information au niveau moléculaire

Les photochromes sont des molécules qui présentent une transformation réversible entre deux états (« on » et « off ») s’effectuant à l’aide de la lumière. Les chercheurs du Laboratoire chimie et interdisciplinarité : synthèse, analyse, modélisation (CNRS / Université de Nantes) viennent de modéliser une trentaine d’entités multi-photochromiques présentant deux sous-unités commutables. Celles-ci pourraient servir à la construction de dispositifs capables de stocker de nombreuses informations à l'échelle moléculaire. Ces résultats sont parus dans la revue Chemical Science.

Les photochromes sont des molécules présentant deux isomères stables aux propriétés différentes, la transformation réversible entre les deux formes (« on » et « off ») s’effectuant à l’aide de la lumière. De nombreuses familles de photochromes organiques ont été developpées, les deux plus connues étant probablement les diaryléthènes et les azobenzènes. Ces molécules dont les propriétés physico-chimiques sont contrôlées par un rayonnement, peuvent alors être utilisées pour stocker un bit informatique (état 0 ou 1) à l'échelle du nanomètre.

Plusieurs équipes cherchent maintenant à concevoir des entités multi-photochromiques plus efficaces. Les molécules qui incorporent au minimum deux sous-unités commutables peuvent en effet servir à la construction de dispositifs capables de stocker de nombreuses informations à l'échelle nanométrique. Par exemple, un trimère constitué de 3 entités photocommutables peut en principe être utilisé pour stocker 8 informations différentes (soit 3 bits) plutôt qu'un seul bit de données. La grande majorité des molécules multi-photochromes actuellement disponibles sont cependant peu performantes : soit le couplage entre les différents photochromes est faible et un contrôle précis de chaque unité constituante est impossible ; soit le couplage entre les différents photochromes est important et seul un des photochromes se révèle photoactif.

En utilisant les outils offerts par la chimie théorique, les chercheurs nantais viennent de cribler plus de trente couples de diaryléthènes différemment substitués. Leurs travaux, effectués dans le cadre de l'ERC Marches (278845), ont permis de définir un schéma de substitution « théorique » permettant: i) de contrôler le site subissant la première réaction photochrome; ii) d’induire la seconde réaction photochrome en assurant qu’un état excité adéquat soit localisé sur le second photochrome seul ; iii) d’optimiser le contraste optique (différence de couleur) entre les 4 états possibles (on,on / on,off / off,on / off/off). Ce travail est une première étape clef vers un stockage d’information plus performant à un niveau moléculaire.

Référence

Arnaud Fihey et Denis Jacquemin

Designing efficient photochromic dithienylethene dyads

Chemical science 2 avril 2015
DOI: 10.1039/C5SC00856E

Contact chercheur

Denis Jacquemin, Chimie et interdisciplinarité : synthèse, analyse, modélisation – Nantes
Courriel : denis.jacquemin@univ-nantes.fr

Tél. : 02 51 12 55 64

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Jonathan Rangapanaiken