Une mémoire thermique pour des détecteurs à base de cuivre
Des scientifiques du CNRS viennent de synthétiser des composés à base de cuivre dont la luminescence change irréversiblement de couleur une fois dépassée une température critique. Ce changement de couleur, témoin unique du vécu thermique de leur environnement, suscite un intérêt pour l’élaboration de procédures innovantes de contrôle non-destructif.
L’actualité récente éclaire de façon évidente la dépendance des sociétés modernes vis-à-vis des sources d’approvisionnement en matières premières stratégiques. Une dépendance cruciale se retrouve ainsi dans le domaine des matériaux luminescents utilisés quotidiennement dans les écrans (téléphones portables, ordinateurs) ainsi que dans nombre d’applications de détection. En effet, les propriétés de luminescence sont très souvent générées par des dérivés photoactifs à base d’atomes lourds, précieux et/ou rares, présentant parfois des toxicités importantes. Une sérieuse limite pour leur utilisation à grande échelle.
Dans ce contexte, les matériaux luminescents à base d’ions Cu(I) sont particulièrement attrayants étant donné leur faible coût et l'abondance naturelle du cuivre. De plus, leur structure moléculaire flexible, qui peut être aisément modifiée par l'application de stimuli externes (température, pression…), permet de moduler les caractéristiques de leur luminescence.
Dans ce contexte, des chimistes de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS/Université Rennes/ENSCR/INSA Rennes) ont mis au point une synthèse simple et rapide d’une large famille de complexes métalliques présentant, à température ambiante, des propriétés de photoluminescence remarquables. Pour cette synthèse, les scientifiques ont imaginé un précurseur luminescent constitué de quatre ions Cu(I) assemblés entre eux par des molécules organiques dont la nature permet de moduler la longueur d’onde d’émission. Ils ont ensuite observé un changement de couleur irréversible de l’émission du matériau à l’état solide au-dessus d’une température spécifique à chaque composé. Ils ont pu attribuer l’origine de cette transition inédite à une dissociation de la structure polymérique de ces assemblages activée par le franchissement d’une température limite.