[Infra +] PhotoNS, une plateforme où la lumière règne et interroge les molécules, les matériaux et les systèmes biologiques

par

Publié le 28/09/2023 sur Factuel

La plateforme PhotoNS (Photon-Nano-Spectro) regroupe des instruments de mesure qui utilisent la lumière pour sonder les molécules, la matière et les systèmes biologiques. Ces outils peuvent également quantifier la conversion de la lumière en chaleur, en onde acoustique, en luminescence ou en courant électrique. En effet, notre parc d’équipement est composé de techniques de spectroscopie d’absorbance, de fluorescence, vibrationnelles avec des appareils de routine ou à hautes performances, de caractérisation de nanoparticules, ainsi que des dispositifs de mesures photovoltaïques, photoacoustique ou photothermique. Les instruments exploitant un laser à impulsions ultra-brèves (femtoseconde, 10-15 s) permettent d’étudier des propriétés spécifiques et des processus dynamiques sur des temps extrêmement courts. Enfin, par diffusion des rayons X aux petits angles, il est possible de caractériser à l’échelle nanoscopique des poudres et des particules en solution.

Pouvez-vous nous présenter votre plateforme ?

La plateforme PhotoNS est située au sein même du Laboratoire Lorrain de Chimie Moléculaire (L2CM, UMR 7053 CNRS-UL) dans les locaux de la Faculté des Sciences et Technologies et Campus Brabois-Santé. Le parc instrumental n’a cessé de croître et se dynamiser depuis 10 ans et plus récemment sous l’impulsion du projet « Fire Light » financé par des fonds européens « FEDER-FSE Lorraine et Massif des Vosges 2014–2020 ». Une équipe de cinq chercheurs et six ingénieurs/techniciens assure l’activité de la plateforme pour maintenir opérationnel une trentaine d’appareils conventionnels ou dédiés à la recherche avancée, et propose des prestations aux partenaires académiques et industriels.

L’organisation et le fonctionnement de la plateforme répondent aux normes du système de management de la qualité INFRA+ et nous ont permis d’obtenir la labellisation STAR-LUE en septembre 2023.

A quel besoin répond votre plateforme ?

Les compétences développées sur la plateforme PhotoNS visent à étudier les propriétés photo-physiques des molécules photosensibles d’intérêt pour le domaine de la santé ou de l’énergie. Nous proposons également d’étudier les interactions moléculaires, ou de déterminer des propriétés physico-chimiques et structurales à l’échelle moléculaire, nano-assemblée ou sur des matériaux mésostructurés. La plateforme PhotoNS permet l’accès à un ensemble de techniques mais aussi à des compétences scientifiques apportées par des référents de chaque équipement.

Ainsi, les activités de la plateforme PhotoNS se regroupent autour des mesures spectroscopiques, d’imagerie, de photoactivation et de caractérisation d’interfaces nanostructurées, matière molle et matériaux. Par exemple, dans le domaine de l’énergie, le laboratoire L2CM développe des complexes de métaux abondants pour la conversion de l’énergie solaire et assemble des cellules photovoltaïques pour lesquelles le rendement est mesuré sur PhotoNS. L2CM développe également des outils moléculaires pour des applications en photodiagnostic et photothérapie anticancéreuse ou antimicrobienne. Ces activités reposent sur des évènements photoinduits (émission de lumière, chaleur ou onde acoustique) que les appareils sur PhotoNS permettent entièrement de caractériser. Le principe de diffusion de la lumière (visible ou rayons X) sur lequel sont basés certains de nos équipements, facilite l’accès à des informations structurales et texturales sur les objets nano-organisés en solution, en poudre ou sous forme de films minces (quelques nanomètres).

Des montages spécifiques à façon et couplages entre différentes techniques permettent de proposer aux chercheurs une cartographie complète de caractérisation du système étudié. Parmi les spécificités originales de la plateforme PhotoNS, nous devons citer les deux dernières acquisitions uniques en Lorraine, le spectromètre d’absorption transitoire femtoseconde et le tomographe bimodale photoacoustique/fluorescence pour déterminer des propriétés particulières de molécules photosensibles.

A qui est-elle destinée ?

La plateforme PhotoNS est impliquée dans des projets de recherche collaboratifs multidisciplinaires, nationaux et internationaux, qui associent des chimistes, des physico-chimistes et des biologistes. Elle accueille donc des chercheurs, post-doctorants et doctorants mais également des étudiants en formation au niveau Licence et Master. Les prestations proposées par la plateforme s’adressent également aux entreprises de l’agroalimentaire, de la cosmétique et de l’environnement.