Alexandre DAZZI
Laboratoire de Chimie Physique Université Paris-Sud Bâtiment 201-P2 91405 ORSAY
"Nanoscopie infrarouge par effet photothermique"
Résumé. La spectromicroscopie infrarouge est une technique d’analyse extrêmement performante qui est capable à la fois de caractériser des composés chimiques par leurs bandes d’absorption et à la fois de les localiser spatialement grâce à un microscope. Cependant les microscopes conventionnels ne possèdent pas des résolutions meilleures que la demi-longueur d’onde. En conséquence, dans le domaine infrarouge, il est impossible d’étudier des cellules uniques, comme les bactéries, les virus, et il est difficile de cartographier avec une grande précision l’intérieur d’une cellule eucaryote. Pour palier à ce manque de résolution, la solution est d’utiliser un type de microscope dit de « champ proche » (Atomic Force Microscope, Scanning Tunneling Microscope, Scanning Near-field Optical Microscope). Les seuls résultats expérimentaux convaincants, c’est à dire obtenir un spectre infrarouge comparable à un spectre infrarouge classique (FTIR), ont été obtenus par une approche photothermique et non pas par une approche optique. Cette nouvelle technique photothermique a été baptisée PhotoThermal Induced Resonance (PTIR), et consiste à irradier l’échantillon avec un laser accordable, pour générer l’effet photothermique, puis à mesurer les conséquences de l’absorption (dilatation de l’échantillon) avec un microscope à force atomique (AFM) qui détecte les variations de contraintes grâce à sa pointe en contact avec l’échantillon. Dans la mesure où les déformations mesurées par cette méthode sont directement proportionnelles à la quantité d’énergie absorbée, le spectre d’absorption est simplement obtenu en changeant la longueur d’onde du laser infrarouge. Même si les déformations sont très faibles (de l’ordre, voire inférieures au nanomètre), la sensibilité de l’AFM est telle qu’elle permet à la technique PTIR de mesurer et identifier chimiquement des objets de quelques dizaines de nanomètres. Depuis maintenant trois ans, une ligne d’expérience, appelée AFMIR (http://www.lcp.u-psud.fr/rubrique.php3?id_rubrique=115), est proposée aux utilisateurs du centre serveur infrarouge CLIO, et leur offre la possibilité de faire de la spectromicroscopie haute résolution en utilisant la technique PTIR couplée avec le laser à électrons libres CLIO.

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Emmanuel MAISONHAUTE
UMR CNRS-ENS-UPMC 8640, Paris
"Développements en électrochimie ultrarapide"
Résumé. Accéder à des échelles de temps de plus en plus courtes a toujours été un enjeu majeur en cinétique et en particulier en électrochimie moléculaire, car cela permet d’isoler des intermédiaires réactionnels de plus en plus instables, et donc d’obtenir des informations essentielles sur des mécanismes complexes. Or, ces dernières années, l’électrochimie a vu son champ d’investigation s’étendre aux systèmes nanométriques, avec des applications potentielles extrêmement variées allant des systèmes biologiques aux dispositifs électroniques moléculaires. Pour que de tels dispositifs soient intéressants quantitativement parlant, il est nécessaire d’obtenir un contrôle du transfert de l’information à des échelles spatiales nanométriques et à des fréquences caractéristiques dans le domaine du gigahertz. Or, même si beaucoup d'équipements électroniques fonctionnent aujourd'hui au GHz, obtenir des données expérimentales électrochimiques dans ces gammes de temps et d’espace n’est pas aisé car à la différence des pistes électroniques, une solution électrolytique est un milieu très résistif, et l’information est d'autant plus filtrée par les effets de chute ohmique de potentiel que la gamme de temps est courte. Le développement d'un potentiostat à compensation électronique en temps réel de la chute ohmique permet de surmonter ces problèmes. Cet appareil a ainsi permis de "voir" une perturbation électronique se propager à la surface de dendrimères électroactifs ou encore de suivre les mouvements d'une bulle acoustique au voisinage d'une surface.

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Michel JOUAN
CNRS Ecole Centrale Paris
"Prototype de spectromètre Raman (digital micromirror device / PM)"