Une réaction chimique transforme les molécules qui composent la matière. Pour influencer les réactions chimiques, les chimistes agissent généralement sur les molécules elles-mêmes, plutôt que l'espace dans lequel la réaction a lieu. Cependant, des chercheurs de l'Université de Strasbourg ont montré que des réactions chimiques peuvent en effet être influencées simplement en les conduisant entre deux miroirs convenablement espacés, gardé seulement quelques micromètres à part, un physicien des vaisseaux appelle une "cavité optique".

A l'intérieur de ces "cavités optiques" microscopiques, comme partout ailleurs dans l'univers, des fluctuations électromagnétiques se produisent, même dans le noir. Ces fluctuations peuvent être considérées comme des ondes confinées entre deux parois. Lorsque les murs sont espacés à une distance appropriée, les ondes sont amplifiées, tout comme le mouvement d'une balançoire est amplifié lorsqu'on la pousse à intervalles réguliers correspondant à sa fréquence de balancement. Lorsqu'un liquide est injecté entre les parois de la cavité, les fluctuations électromagnétiques interagissent avec les molécules à l'intérieur, à condition que la cavité résonne avec l'une des vibrations de la molécule. Si l'interaction est suffisamment forte, les vibrations et la résonance optique forment des états hybrides (demi photonique, à moitié vibratoire). Dans ce cas, on peut dire que les molécules sont sous l'influence du couplage fort vibrationnel (VSC).

Les équipes des professeurs Thomas Ebbesen et Joseph Moran, spécialisé en nanosciences et catalyse chimique, respectivement, a commencé une collaboration en 2015 pour essayer de comprendre si le VSC pouvait avoir un effet sur les réactions chimiques. L'année suivante, ils ont publié un premier article montrant qu'il est possible de ralentir d'un facteur cinq la déprotection d'un groupe protecteur triméthylsilyle par le fluorure.

Ces résultats prometteurs les ont amenés à essayer de contrôler la sélectivité des réactions chimiques par VSC. En d'autres termes, étudier la possibilité de favoriser la formation d'un produit par rapport à un autre dans une transformation qui pourrait donner deux résultats différents. Dans ce but, ils ont conçu un substrat comprenant deux groupes silyle distincts qui peuvent réagir avec l'ion fluorure pour former deux produits différents. En accordant la cavité optique aux différentes vibrations de la molécule, ils pouvaient non seulement changer le rendement relatif de deux produits, mais aussi montrer quelles vibrations sont impliquées dans le mécanisme de réaction.

Cette découverte pionnière est une preuve de concept qui ouvre la voie au contrôle des réactions chimiques par des moyens physiques simples :en ajustant la distance entre deux miroirs dans l'obscurité. De plus, c'est un outil pour comprendre la réactivité chimique fondamentale. Mais la collaboration entre les deux équipes ne s'arrête pas là. Ils étudient actuellement d'autres types de réactions pour tenter de comprendre les règles qui régissent la chimie sous l'influence des VSC.