Des chercheurs de l'Université de Linköping ont utilisé des simulations informatiques pour montrer que des molécules aromatiques stables peuvent devenir réactives après avoir absorbé la lumière. Les résultats, publiés dans The Journal of Organic Chemistry , peuvent avoir des applications à long terme dans des domaines tels que le stockage de l'énergie solaire, la pharmacologie et les machines moléculaires.

"Tout le monde sait que l'essence sent bon. C'est parce qu'elle contient la molécule aromatique benzène. Et les molécules aromatiques ne sentent pas seulement bon :elles ont de nombreuses propriétés chimiques utiles. Notre découverte signifie que nous pouvons ajouter plus de propriétés", explique Bo Durbeej, professeur de physique computationnelle à l'université de Linköping.

En chimie organique normale, la chaleur peut être utilisée pour démarrer des réactions. Cependant, une molécule aromatique est un hydrocarbure stable, et il est difficile d'initier des réactions entre de telles molécules et d'autres par simple chauffage. En effet, la molécule est déjà dans un état énergétique optimal. En revanche, une réaction dans laquelle une molécule aromatique est formée se déroule extrêmement facilement.

Des chercheurs de l'université de Linköping ont maintenant utilisé des simulations informatiques pour montrer qu'il est possible d'activer des molécules aromatiques à l'aide de la lumière. Les réactions de ce type sont appelées réactions photochimiques.

"Il est possible d'ajouter plus d'énergie en utilisant la lumière qu'en utilisant la chaleur. Dans ce cas, la lumière peut aider une molécule aromatique à devenir antiaromatique, et donc hautement réactive. C'est une nouvelle façon de contrôler les réactions photochimiques en utilisant l'aromaticité des molécules." dit Bo Durbeej.

Le résultat était suffisamment important pour être mis en évidence sur la couverture de The Journal of Organic Chemistry quand il a été publié. A terme, il a des applications possibles dans de nombreux domaines. Le groupe de recherche de Bo Durbeej se concentre sur les applications dans le stockage de l'énergie solaire, mais il voit également un potentiel dans les machines moléculaires, la synthèse moléculaire et la photopharmacologie. Dans cette dernière application, il peut être possible d'utiliser la lumière pour activer sélectivement des médicaments avec des groupes aromatiques à un endroit du corps où l'effet pharmacologique est recherché.

"Dans certains cas, il n'est pas possible de fournir de la chaleur sans endommager les structures environnantes, telles que les tissus corporels. Il devrait cependant être possible de fournir de la lumière", déclare Bo Durbeej.

Les chercheurs ont testé l'hypothèse selon laquelle c'était la perte d'aromaticité qui conduisait à l'augmentation de la réactivité en examinant la relation opposée dans les simulations. Dans ce cas, ils sont partis d'une molécule instable anti-aromatique et l'ont simulée soumise à une irradiation lumineuse. Cela a conduit à la formation d'un composé aromatique, et les chercheurs ont constaté, comme prévu, que la réactivité était perdue.

"Notre découverte étend le concept d'"aromaticité" et nous avons montré que nous pouvons utiliser ce concept en photochimie organique", explique Bo Durbeej. + Explorer plus loin

Des chercheurs développent une molécule pour stocker l'énergie solaire