N° 399 août-septembre 2015

Systèmes chimiques auto-organisés et matériaux

Pagination : 25-30
Rubrique : Le dossier
Mots-clés : Chimie supramoléculaire, systèmes complexes, matériaux dynamiques stimulables, auto-organisation.
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a) Représentation schématique des principes de base de la chimie combinatoire dynamique dans le cas de la découverte in situ de molécules bioactives : i) génération de la bibliothèque ; ii) sélection par le récepteur. b) Principe général de fonctionnement d’un matériau combinatoire dynamique répondant à un stimulus externe et conduisant à la formation d’un auto-assemblage de type A ou B, chacun présentant une propriété particulière.
Adapté de Moulin E. et al., Chem. Soc. Rev., 2012, 41, p. 1031. © 2011 Royal Society of Chemistry.

Le développement de systèmes chimiques stimulables, adaptatifs et multitâches est reconnu comme essentiel pour la mise au point de nouveaux matériaux dits « intelligents ». On peut envisager que de tels matériaux soient inspirés par les systèmes vivants et qu’ils soient un jour capables d’en présenter les caractéristiques essentielles, c’est-à-dire être en capacité de métaboliser, de muter, de s’auto-répliquer et d’intégrer de l’information.

Cet article propose une vue générale de ce qui pourrait être défini comme de tels matériaux « autonomes », ou encore auto-construits. Ces systèmes chimiques fonctionnels doivent être capables de s’auto-assembler sélectivement et réversiblement parmi plusieurs combinaisons moléculaires possibles en réponse à des signaux externes, mais également être capables d’amplifier cette réponse par des processus d’intégration et de copie. Si de tels systèmes synergiques pouvaient fonctionner hors équilibre, nous aurions accès alors à des matériaux capables d’évoluer – c’est-à-dire capables d’augmenter l’information qu’ils contiennent – et de devenir de plus en plus complexes en consommant l’énergie environnante pour influer sur la dynamique de leur auto-organisation interne.