Tirer le meilleur parti des minuscules mandalas en métal

Cette réalisation pourrait être à l'origine de nouvelles découvertes et avancées dans des domaines tels que la catalyse, la médecine et bien d'autres encore.

23.06.2023 - Autriche

Des chercheurs de l'université de Vienne ont créé un atlas de spéciation publié dans Science Advances afin de dévoiler le comportement et la stabilité de composés métalliques complexes présents dans des solutions aqueuses appelées "POM", jusqu'alors insaisissables. Cette réalisation pourrait conduire à de nouvelles découvertes et avancées dans des domaines tels que la catalyse, la médecine et bien d'autres encore.

Les atomes métalliques peuvent former de minuscules structures tridimensionnelles avec l'oxygène, des structures complexes qui ressemblent à des mandalas en fil de fer et qui sont appelées "polyoxométalates", ou "POM" en abrégé. Ces POM sont utiles pour contrôler les réactions chimiques en chimie, en biologie ou en science des matériaux, mais aussi pour comprendre les processus naturels dans ces domaines. Cependant, comme les mandalas en fil de fer, leur structure est très variable et dépend d'infimes changements dans leur environnement, ce qui rend très difficile pour les chercheurs de prédire leur structure et donc leur fonction pour diverses applications, de la médecine à l'assainissement de l'environnement.

Nadiia Gumerova et Annette Rompel, de la faculté de chimie de l'université de Vienne, ont mis au point un "atlas de spéciation", c'est-à-dire un aide-mémoire qui permet aux chercheurs de déterminer avec précision la structure et le comportement attendus de dix POM couramment utilisés pour n'importe quelle condition chimique donnée. Plus précisément, cet atlas est une base de données comprenant un modèle prédictif qui peut être étendu à d'autres POM que les dix sélectionnés, et qui donnera la distribution des espèces de POM, la stabilité et l'activité catalytique en tenant compte des facteurs pH, température, temps d'incubation, solutions tampons, agents réducteurs ou chélateurs, et force ionique.

Pour soutenir davantage la recherche future, Gumerova et Rompel ont également mis au point une "feuille de route" pour les autres scientifiques qui mènent des expériences avec leurs propres POM : En sélectionnant des variantes stables de POM, en dressant la liste des paramètres du système d'application et en menant ensuite des "études de spéciation des POM" - des expériences qui révèlent la modification de la structure des POM sous l'effet d'un changement de conditions - les chercheurs peuvent s'assurer qu'ils obtiennent les résultats les plus précis et qu'ils utilisent au mieux les POM dans le cadre de leurs travaux.

"L'atlas de spéciation des POM représente une avancée significative dans notre compréhension de ces composés métalliques complexes. Les informations qu'il contient peuvent conduire à de nouvelles découvertes et à des progrès dans les domaines de la catalyse, de la biologie, de la médecine et au-delà", déclare Annette Rompel.

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