J’étudie les matériaux moléculaires fonctionnels polymorphes à l’aide de la RMN du solide hyperpolarisée. Ces matériaux sont constitués de molécules capables d’adopter plusieurs formes cristallines et jouent un rôle clé dans des domaines allant de la pharmaceutique à l’énergie et à l’électronique. Le contrôle de la forme cristalline qui apparaît est essentiel, car différents polymorphes peuvent présenter des propriétés physico-chimiques très différentes, avec des impacts pratiques et économiques majeurs dans un contexte industriel. Obtenir ce contrôle nécessite une compréhension fine, à l’échelle atomique, des structures à l’état solide ainsi qu’une connaissance approfondie des conditions qui conduisent une molécule à cristalliser sous une forme plutôt qu’une autre. Pour répondre à ces questions, j’utilise la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du solide hyperpolarisée.

Le premier axe de ma recherche consiste à concevoir de nouveaux outils analytiques pour l’élucidation structurale de matériaux organiques polymorphes disponibles uniquement sous forme de poudres et à abondance isotopique naturelle (NA). Je développe des approches expérimentales avancées en RMN cristallographique hyperpolarisée – notamment en utilisant la Polarisation Nucléaire Dynamique (DNP) – qui, combinées à des méthodes computationnelles, permettent d’accéder à la structure de solides organiques pulvérulents à NA.

Le second axe vise à comprendre comment les polymorphes se forment et comment il est possible de contrôler leur formation. J’explore pour cela de nouvelles stratégies pour étudier le processus de cristallisation via la RMN DNP, en mettant l’accent sur l’observation des premières étapes de la cristallisation en confinement. En collaboration avec des collègues des laboratoires ICR et CINaM, je combine la RMN DNP avec des matrices poreuses et des plateformes microfluidiques afin de créer des environnements de cristallisation adaptés, offrant un accès inédit aux mécanismes fondamentaux qui gouvernent la formation des polymorphes.

Publons : G2525-2011