Résultats AAP PSiNano 2025

Le sujet concerne le développement de la synthèse organique de nanographènes parfaitement contrôlés (LICSEN) pour une utilisation comme émetteurs de photons uniques et indiscernables (LuMIn). L’idée est d’un côté d’optimiser le dipôle de transition de manière à obtenir des sources émettant des photons uniques à la demande avec une taux de répétition de l’ordre du GHz, ce qui serait novateur pour des émetteurs moléculaires. D’un autre côté, nous travaillerons à contrôler l’environnement de ces émetteurs de manière à obtenir une largeur de raie limitée par le temps de vie à basse température, et ainsi des photons indiscernables. Pour ce faire, nous développerons l’inclusion des nanographènes dans des cristaux moléculaires originaux pour lesquels le consortium a des résultats préliminaires encourageants. Enfin, nous travaillerons, à l’aide de méthodes de lithographies à réaliser des puces comprenant plusieurs sources de photons indiscernables à des positions contrôlées.

Nous avons mis en évidence récemment avec l’ICPEES (V. Keller) la production d’hydrogène par des nanodiamants oxydés en suspension dans l’eau sous illumination solaire sans utiliser de co-catalyseur [Marchal 2024]. Dans la littérature, la recombinaison des porteurs de charge est souvent identifiée comme l’un des facteurs limitant l’efficacité photocatalytique. L’objectif de ce projet est d’étudier finement par conductivité micro-ondes résolue en temps (Time Resolved Microwave Conductivity, TRMC) la dynamique des porteurs de charge générés sous illumination (laser accordable) dans des nanodiamants de différentes natures et chimies de surface. Cette étude a pour but principal de corréler la dynamique des porteurs de charge aux performances de production d’hydrogène mesurées en photocatalyse. Le caractère interdisciplinaire du projet reposera sur l’expertise du CEA NIMBE dans la chimie de surface des nanodiamants et leur mise en suspension dans l’eau et la contribution de l’ICP qui concernera les phénomènes physiques de transport de charge.

La chiralité en chimie désigne des objets non superposables à leurs images miroir. Bien qu'elle soit cruciale en biologie, son rôle s’élargit de plus en plus dans les technologies de chiro-optoélectronique et de spintronique. Le projet COTCISS combine des approches de synthèse, d’études chiroptiques et théoriques pour développer de nouveaux semi-conducteurs chiraux, en fusionnant les motifs cyclooctatétrène (COT) et porphyrines. Ces matériaux présentent des propriétés intéressantes, telles qu'une solubilité élevée, une grande stabilité chimique et une activité chiroptique marquée. Le projet se penche sur la capacité des dérivés chiraux de COT à induire une polarisation de spin par l’effet CISS (chirality-induced spin selectivity). Enfin, il explore l'hypothèse selon laquelle l’effet CISS pourrait être renforcé par la sélectivité orbitale, en interaction avec le couplage spin-orbite, offrant ainsi une amplification significative de ce phénomène.

La radiothérapie a pour limitation la radiorésistance de certains cancers. Les performances de ces traitements peuvent être améliorées grâce à l’addition dans la tumeur de nanoparticules métalliques amplificatrices des effets d’irradiation. Un enjeu majeur est la concentration de ces nanoparticules dans des tumeurs radiorésistantes. L'équipe de l'ISMO est experte dans la production de nanoparticules radioamplificatrices de platine (PtNPs) biocompatibles. A ce jour, leur accumulation dans les tumeurs est de l’ordre de 1 %. L’objectif de ce projet est d’optimiser la fonctionnalisation de ces nanoparticules en vue d’améliorer leur concentration dans des tumeurs radiorésistantes du sein et du pancréas. Grâce à l’expertise de l’équipe de l’ICSN, ces nanoparticules seront fonctionnalisées avec des anticorps spécifiques, anti PD-L1, Avelumab. Les impacts de cette modification de surface sur l’internalisation cellulaire et sur les effets radioamplificateurs, seront évalués sur des modèles de cellules des deux cancers.

Nanoparticles (NPs) and nano-(bio)entities play important roles in diagnosis and nanomedicine. They often exist in different subpopulations with overlapping size and charge distributions, rendering their fine separation and characterization mandatory before being exploited for diagnostic, imaging or drug delivery applications. In addition, the emergence of new nano(bio)-objects requires continued efforts to develop more powerful separation technologies. Our project focuses on 2 objectives: (1) To develop a novel simultaneous dual-dimensional separation concept to boost the performance in NP separation and characterization. This concept (named MACEN) would allow in the same microchannel two orthogonal and simultaneous regimes for migration of charged species: electrophoresis (microscale and then nanoscale) in a horizontal direction under a high electric field and acoustofluidics (i.e., manipulation of NPs with acoustic waves) in the perpendicular / diagonal direction. (2) To develop MACEN instruments and methodology for separation and characterization of core-shell magnetic NPs and polymeric nanoparticles that hold high potential for imaging and drug delivery. Upon proof-of-concept with these NPs, we will then extend the application of MACEN for other nano (bio)entities (e.g., bio-functionalized NPs, extracellular vesicles).

Les nanoparticules polymères (NPs) sont des systèmes de délivrance de médicaments polyvalents, améliorant la stabilité, le ciblage et la libération contrôlée d’agents cytotoxiques comme les complexes de ruthénium à potentiel anticancéreux. Leur développement efficace repose sur une approche multidisciplinaire qui associe chimie de synthèse, modélisation moléculaire et évaluation biologique.
Objectifs : i) concevoir des nanomatériaux polymères pour la thérapie anticancéreuse utilisant des complexes métalliques cytotoxiques (A. Pitto-Barry) ; ii) utiliser des simulations moléculaires gros-grains pour étudier l’architecture supramoléculaire des NPs et optimiser leur efficacité thérapeutique (T. Ha Duong) ; iii) évaluer l’activité biologique des NPs en étudiant leur impact sur les mitochondries et la viabilité des cellules cancéreuses (J. Vergnaud). Cette collaboration interdisciplinaire intègre chimie, modélisation et biologie pour relever des défis clés en oncologie grâce à des solutions thérapeutiques innovantes.