Catalyse moléculaire assistée par résonnance plasmonique de surface localisée : rôle et potentiel des porphyrines

Les matériaux plasmoniques, tels que les nanoparticules (NPs) d’or plasmoniques, constituent des matériaux très pertinents en catalyse car ils présentent des propriétés plasmoniques intéressantes sous irradiation lumineuse. La résonance plasmonique de surface localisée (LSPR) correspond à une oscillation collective des électrons libres confinés dans les NPs métalliques, induite par l’interaction avec la lumière. Ce phénomène peut avoir plusieurs effets sur l’environnement local, tels qu’une augmentation locale du champ électromagnétique, une élévation de la température ou encore la génération d’électrons chauds. La plasmonique moléculaire est un domaine interdisciplinaire émergent qui explore l’interaction entre les nanostructures plasmoniques et les systèmes moléculaires à l’échelle nanométrique. Ce champ de recherche présente un potentiel considérable pour des applications en catalyse, où les effetsplasmoniques peuvent induire et amplifier des réactions chimiques ouvrant ainsi la voie à de nouvelles stratégies catalytiques. Parmi les nombreuses réactions catalytiques existantes, les réactions d’oxydation constituent des procédés d’un grand intérêt, et les porphyrines de cobalt utilisées comme catalyseurs ont démontré une haute efficacité dans les transformations oxydatives, en particulier pour la fonctionnalisation de substrats inertes tels que les alcanes et les alcènes. L’objectif de ce travail est de préparer un catalyseur à base de porphyrine métallée portant un groupe d’ancrage thiolé en vue de son greffage sur des nanobâtonnets d’or plasmoniques. L’idée est de combiner un catalyseur traditionnel à un nanomatériau plasmonique afin d’accroître la vitesse de réaction sans apport thermique et de développer un catalyseur moléculaire plasmonique pour le processus d’oxydation considéré.