Projet Polaritonic

Contrôler, par une nouvelle approche, la synthèse de molécules et les propriétés des matériaux

Impact : 

Les fluctuations électromagnétiques, ou quantiques, sont omniprésentes dans l’Univers. 
Un grand nombre de propriétés de la matière sont influencées par l'interaction entre la matière et ces fluctuations. Des recherches démarrées en France il y a une quinzaine d'années ont démontré qu'en exaltant cette interaction dans des cavités optiques, il est possible de modifier radicalement certaines de ces propriétés, notamment la réactivité chimique. Il est possible d'accélérer ou de ralentir des réactions chimiques en faisant interagir les réactifs avec les fluctuations confinées dans ces cavités. Cette méthode permet aussi de favoriser une réaction chimique spécifique dans un contexte où plusieurs pourraient se produire. Ce phénomène a donné naissance à la chimie polaritonique, un domaine en pleine expansion.
En pratique, en plaçant des molécules sur un réseau de nano-trous ou en utilisant des miroirs distants de quelques micromètres, il est possible de modifier aussi des propriétés telles que la conductivité, le magnétisme ou encore l'activité enzymatique. Fait surprenant, ces effets peuvent être induits sans lumière, grâce aux fluctuations quantiques du vide, qui entrent en résonance avec les molécules ou les matériaux.

 Verrous à lever :

La chimie polaritonique, située à l'interface de l'électrodynamique quantique et des sciences des matériaux, présente une complexité considérable. Ce domaine soulève de nouvelles questions scientifiques nécessitant une compréhension approfondie des processus sous-jacents pour mieux prédire leurs effets. Ce travail de compréhension est essentiel pour développer de nouveaux outils théoriques et expérimentaux, qui serviront à la fois la recherche fondamentale et le développement technologique.

Risques :

La complexité des processus associés à ces nouveaux effets constitue un risque inhérent au projet. En analysant un large éventail de réactions, il sera possible d’identifier et de comprendre les paramètres clés influençant la réactivité dans la chimie polaritonique.

 Potentiel d'innovation : 

La chimie polaritonique et les matériaux polaritoniques offrent des outils innovants pour concevoir et contrôler les propriétés de la matière, promettant d'améliorer les procédés et produits industriels. Cette approche permettant de contrôler la sélectivité des réactions chimiques, elle pourra contribuer à réduire l'empreinte énergétique lors de la synthèse de molécules. L'objectif est d'encourager les industries chimiques et pharmaceutiques, notamment en Europe, à intégrer ce savoir-faire technologique. De plus, des améliorations significatives de la conductivité et magnétisme des matériaux ouvrent de nouvelles perspectives d'applications, notamment en spintronique.  Ce potentiel d'innovation suscite un intérêt international, révélant des possibilités technologiques jusqu'alors insoupçonnées.