Coordinateurs : Mael Penhoat
Axe 1 : Chimie fine en dispositif microfluidique multiéchelles
- Dispositifs microfluidiques (Echelle du laboratoire de synthèse)
- Dispositifs millifluidiques (Montée en échelle)
- Dispositifs nanofluidiques (Echelle analytique)
Axe 2 : Activation et chimie en flux
- Activation thermique
- Activation catalytique
- Activation micro-onde
- Activation photochimique
- Activation photocatalytique
Axe 3 : Physico-chimie organique
- Etudes cinétiques
- Relations de Hammett – Taft
- Etude de la nucléophilie et de la basicité
- Construction de modèles théoriques
- Contrôle de l’asymétrie
Axe 4 : Développement de nouveaux outils pour la chimie analytique
- Nano-colonnes chromatographiques
- Fonctionnalisation de surface
La chimie en flux dans les réacteurs microfluidiques est un domaine en fort développement. Les conditions microfluidiques permettent de conduire et d’étudier les réactions dans des microréacteurs tubulaires de quelques centaines de µL. L’intérêt pour la condition microfluidique est motivé par divers avantages. Une réduction d’échelles va de pair avec i) l’augmentation du rapport surface / volume, un million de fois supérieur à l’échelle de la verrerie de laboratoire conventionnelle, ii) une grande accélération des opérations et une possible automatisation du processus, iii ) l’implication de volumes réduits, iv) la numérotation possible en assemblant des réacteurs en parallèle, soit pour une mise à l’échelle de la production, soit pour mener simultanément des réactions et v) la possibilité de travailler à des temps de réaction très courts (échelle de seconde / milliseconde ) pour contrôler la sélectivité. Les travaux réalisés en laboratoire portent sur trois axes de recherche : i) l’étude d’une réaction test avec une cinétique prévisible variant sur plusieurs ordres de grandeur pour tester le potentiel de la chimie en flux pour des études cinétiques ou pour une application synthétique ; ii) la synthèse de nanoparticules nobles (Au, Ag) en flux avec un accent particulier sur leur mécanisme de formation à l’aide d’un suivi cinétique précis. iii) le développement généralisé de la photochimie en flux utilisant des diodes électroluminescentes à haute puissance (à la fois dans l’UVA et dans le visible – 365-700 nm), qui a produit des résultats particulièrement pertinents et a démontré une accélération considérable des réactions par miniaturisation du chemin optique par rapport aux réacteurs classiques.
L’absorption de la lumière à l’intérieur du micro-photoréacteur a également été étudiée en détail par actinométrie chimique et a démontré que jusqu’à 95% de la lumière était transmise au milieu réactionnel pour la plupart des réacteurs étudiés. Tous ces projets portent particulièrement sur la physico-chimie et démontrent que la surveillance cinétique est facilitée dans des conditions microfluidiques, même à des temps très courts (jusqu’à la milliseconde), et permet de générer et d’étudier des espèces transitoires qui ne peuvent pas être étudiées en réacteurs conventionnels.