Acronyme : CoopIC
En français : « Coopération en chimie inorganique »
En anglais: “Cooperation in Inorganic Chemistry- CoopIC”
Date de début du projet :1er janvier 2022
Durée prévisionnelle du projet : 5 ans
Partenaire français du projet :
Nom du coordinateur : Dr Jean-René HAMON
Laboratoire de rattachement du coordinateur :
UMR 6226 « Institut des Sciences Chimiques de Rennes- ISCR »,
263 Avenue du Général Leclerc, Campus de Beaulieu, Bât. 10C, 35042 Rennes cedex
Institut CNRS : Institut de Chimie- INC
Autres organismes et laboratoires : non
Tutelles de l’UMR6226 :
Université de Rennes 1, Institut National des Sciences Appliquées- INSA de Rennes et Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes.
Partenaire(s) étranger(s) :
Pays concerné: CHILI
Nom du coordinateur : Prof. Verónica PAREDES GARCÍA
Organisme et laboratoire de rattachement du coordinateur :
Universidad Nacional Andrés Bello (UNAB)
Facultad de Ciencias Exactas
Departamento de Ciencias Químicas
Avenida República 275, Santiago du Chili
Autres organismes et laboratoires :
Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso, Casilla 4059,Avenida Brasil 2950,
Valparaiso
Universidad de Chile, Av. Libertador Bernardo O’Higgins 1058, Santiago du Chili
Universidad de Santiago de Chile, Casilla 40, Correo 33, Santiago du Chili
Universidad Autónoma de Chile, El Llano Subercaseaux 2801, San Miguel, Santiago du
Chili
Domaines scientifiques concernés par cette coopération :
Chimie inorganique, chimie de coordination, chimie théorique, synthèse, spectroscopie,
analyse structurale, photocatalyse, chalcogénures métalliques, clusters métalliques, polymères
de coordination, matériaux composites, polyoxométallates, matériaux moléculaires.
Programme scientifique concis :
Les principaux axes du programme scientifique présentent tous un aspect de recherche
fondamentale, ayant pour objectif le développement de :
Matériaux moléculaires à base de complexes de coordination des métaux de
transition et/ou de lanthanides possédant des ligands hétérocycliques chélatant
pour :
- L’élaboration d’architectures moléculaires conjuguées et formées d’entités dipolaires
pour une meilleure stabilisation temporale de l’activité ONL, - L’élaboration de complexes neutres et cationiques de métaux de transition luminescents
et l’étude de leurs propriétés photophysiques, - L’étude des interactions métal-métal et des propriétés magnétiques de systèmes
moléculaires de basse dimensionnalité ;
Matériaux hybrides organiques-inorganiques pour : - L’élaboration de molécules aimants et l’étude de leur structure électronique et de leurs
propriétés magnétiques et optiques, - Le développement de polymères de coordination (MOF) fonctionnels et l’étude de leur
propriétés optiques et magnétiques, - L’élaboration de matériaux composites flexibles et luminescents par intégration de
complexes de lanthanides dans des polymères thermoplastiques, - L’élaboration de matériaux composites nanostructurés à base d’oxyde de titane pour
application à la dégradation de polluants organiques par photocatalyse, - La modélisation de nanoclusters stables du groupe 11 ;
Matériaux solides sous forme de chalcogénures métalliques de structure spinelle
pour : - L’élaboration de matériaux magnétorésistant et magnétocaloriques,
- Le développement d’absorbants pour cellules solaires,
- La préparation d’oxydes de fer dopés par des ions lanthanides et propriétés
magnétocapacitives.
Le projet scientifique proposé prolonge et amplifie celui développé dans le cadre du
Laboratoire International Associé « Molécules et matériaux Multifonctionnels » (LIA M3
2018-2021). Il vise à mettre en commun des moyens humains, matériels et financiers, dans le
but de :
– Faciliter les échanges de chercheurs, enseignants-chercheurs, doctorants et postdoctorants
affectés à la recherche au sein du projet,
– Valoriser les résultats de la recherche par la publication d’articles scientifiques cosignés
dans des journaux internationaux à comité de lecture,
– Organiser des rencontres bilatérales de travail alternativement dans chaque pays et un
symposium international dans la cinquième année du contrat.
Complémentarité des équipes :
Ce projet multidisciplinaire est basé sur la mise en commun des expertises de chaque partenaire.
Le partenaire chilien possède un savoir-faire reconnu dans le domaine de la synthèse
inorganique et de coordination et des techniques de synthèse associées (hydrothermale,
solvothermale, sous pression, à l’état solide haute température, etc.). De plus, il dispose de deux
équipements de pointe (spectrophotomètre RPE et diffractomètre X sur monocristal pour des
mesures spécifiques à très basse température (4 K)) qui font défaut à Rennes.
De son côté, l’ISCR détient également un savoir-faire dans l’ingénierie moléculaire de
matériaux fonctionnels. Notons que l’expertise du partenaire français pour réaliser des analyses
spectroscopiques, structurales, théoriques et la mesure des propriétés physico-chimiques des
complexes de métaux de transition est essentielle à la mise en oeuvre de ce projet. En outre,
dans le domaine de la modélisation, le partenaire français est expert dans l’étude de la structure
électronique des clusters des métaux de transition de la première et deuxième ligne et des superatomes,
alors que le partenaire chilien est spécialisé dans les effets relativistes, une expertise
nécessaire pour l’étude de clusters des métaux de la troisième période.
Rappel du contexte de la coopération et des relations existantes :
La collaboration scientifique entre plusieurs équipes de l’Institut des Sciences Chimiques de
Rennes (ISCR, UMR 6226) avec les différents groupes de recherche chiliens partenaires s’est
développée et structurée dans le cadre d’un premier LIA (« Matériaux Inorganiques
Fonctionnels-MIF », 2009-2016), et s’est intensifiée avec le présent LIA M3 (2018-2021). De
plus, il est à noter que plusieurs membres chiliens du nouvel IRP ont été formés à la recherche
au sein de l’ISCR au cours de stages de recherche, ou de thèses co-dirigées ou en cotutelle
effectués dans le cadre des LIA MIF et M3.
Bref bilan de la collaboration durant le mandat du LIA M3 2018-2021 :
- Une quarantaine de publications co-signées dans des journaux internationaux à comité
de lecture, - trois thèse en cotutelle : deux soutenues en 2018 et une soutenance prévue cette année,
- une thèse en co-direction soutenue en 2018,
- l’accueil à l’ISCR de deux doctorantes chiliennes en stage de recherche et d’un
postdoctorant, - la présentation de 13 communications orales et de 24 posters co-signées dans des
conférences nationales et internationales, - une réunion bilatérale à mi-parcours les 12-13 décembre 2019 à Viña del Mar (Chili),
en présence de Mme S. Daviaud, attachée de coopération scientifique et universitaire
de l’Ambassade de France à Santiago, - des échanges de doctorants, postdoctorants, chercheurs et enseignants-chercheurs : 17
missions RennesChili et 16 missions ChiliRennes.
Résultats attendus du projet :
Nos travaux, qui relèvent uniquement de la recherche fondamentale, sont orientés vers la
conception, la synthèse et l’étude de composés inorganiques multifonctionnels. Ils visent à
approfondir notre compréhension de leurs structures électroniques et moléculaires, avec pour
objectifs la découverte de systèmes inorganiques performants pour les réactions ciblées. Les
retombées concernent le domaine de l’ingénierie moléculaire et cristalline de chromophores
pour l’opto-électronique, de matériaux hybrides et solides pour des propriétés magnétiques,
thermoélectriques, de luminescence et de photocatalyse. Les résultats obtenus feront l’objet de
publications co-signées et de communications orales ainsi que d’affiche dans les congrès
nationaux et internationaux.
Perspectives industrielles ou attendues du projet :
L’IRP est basé sur un ensemble de projets de recherche fondamentale orientés vers la
conception, la synthèse et l’étude de composés inorganiques multifonctionnels. De ce fait peu
de perspectives industrielles sont attendues à court terme.
Cependant l’ISCR possède un réseau de contacts privilégiés avec des industriels français, en
particulier Roullier et Oberthur. Ces entreprises potentiellement intéressées par les thématiques
de l’IRP seront susceptibles de valoriser les travaux de recherche.
Avantages attendus de la collaboration pour le laboratoire français :
Les partenaires français et chiliens ont des intérêts scientifiques communs et des expertises
complémentaires dans les domaines de la chimie pour l’opto-éléctronique, les polymères de
coordination, les polyoxométallates, les composites nanostructurés, les clusters de métaux de
transition, la modélisation et la chimie théorique. Ces collaborations multi-croisées ont pour
but de créer une véritable synergie permettant le développement de thèmes de recherche
nouveaux et innovants, grâce à la mobilité de doctorants et de chercheurs entre les deux pays
et au dynamisme que génère cette structuration. Au travers de l’IRP, le laboratoire français
bénéficie d’étudiants en thèse chiliens bien formés et dont les stages de recherche à l’ISCR sont
financés par le Chili.
Apports dans le projet du laboratoire français :
Le laboratoire ISCR est internationalement reconnu pour son expertise en chimie
organométallique, inorganique et de coordination, en ingénierie moléculaire et cristalline, dans
l’étude des propriétés physico-chimiques, photophysiques, magnétiques et structurales des
matériaux moléculaires, hybrides et solides, en catalyse et en chimie théorique. De plus, pour
la réalisation de ce projet scientifique, les partenaires français et chiliens disposeront des
équipements de l’ISCR tels que la spectrométrie de masse, la diffraction X sur poudre, la
magnétométrie (PPMS et SQUID) et la microscopie électronique.
Apports dans le projet des laboratoires étrangers :
Le partenaire chilien met à notre disposition ses équipements, notamment la spectroscopie RPE
et diffraction X sur monocristal à 4K, ce qui nous permet d’accéder à des techniques d’analyses
hautement performantes très récentes avec l’expertise humaine associée. Il apporte également
des logiciels de calculs quantiques relativistes indispensables à la modélisation. Le partenaire
chilien apporte également les moyens humains nécessaires à la réalisation du projet en
favorisant les stages de recherche de doctorants en codirection, ainsi que la réalisation de thèses
en cotutelle entre la France et les Universités chiliennes partenaires de l’IRP.