Diverses réactions chimiques se succèdent dans les cellules et la vie est maintenue car chaque étape de la réaction est régulée sans erreur. Récemment, une équipe de recherche coréenne a développé un système à double catalyseur qui peut contrôler avec précision les réactions catalytiques autant que les cellules.
Une équipe de recherche POSTECH dirigée par le professeur In Su Lee, les professeurs assistants de recherche Amit Kumar et Nitee Kumari et l’étudiant à la maîtrise Jongwon Lim (Département de chimie) ont développé un nanoréacteur qui combine des matériaux magnétiques et des catalyseurs métalliques.
Un nanoréacteur combinant deux ou plusieurs catalyseurs provoque une réaction catalytique continue pour aider à synthétiser des produits chimiques précis. Cependant, chaque étape de la synthèse est influencée par l’autre en raison d’une large gamme de températures et de pressions, ce qui rend extrêmement difficile le contrôle des étapes de réaction ou la suppression des réactions secondaires.
Pour surmonter cela, l’équipe de recherche a développé un nanoréacteur multimodulaire magnétique-plasmonique composé d’un noyau-enveloppe magnétique et d’une enveloppe jaune de plasmon. Un matériau magnétique au centre du nanoréacteur et une coquille de plasmons à la périphérie activent sélectivement le catalyseur sous l’influence de champs magnétiques et de rayons proche infrarouge, respectivement. En conséquence, la plate-forme peut générer sélectivement de l’énergie thermique sans appliquer de chaleur externe. De plus, le nanoréacteur ne nuit pas aux êtres vivants et ne provoque pas de réactions secondaires en minimisant les interférences de divers catalyseurs.
Grâce au contrôle à distance du nanoréacteur à l’aide de champs magnétiques et de rayons proches de l’infrarouge, la plateforme a produit du cinnamaldéhyde à haute valeur ajoutée (environ 95 %) grâce à une réaction continue en un seul pot à partir de précurseurs simples.
« Avec ce nanoréacteur, il est possible de synthétiser des médicaments complexes qui ne pouvaient pas être synthétisés à l’intérieur du corps jusqu’à présent », a expliqué le professeur In Su Lee. « En outre, la technologie devrait s’appliquer au domaine du théranostic, qui diagnostique et traite les maladies en même temps. »
La recherche a été publiée dans Nano-lettres.
Jongwon Lim et al, Nanoréacteurs creux multimodulaires magnétiques-plasmoniques pour la catalyse tandem orthogonale compartimentée, Nano-lettres (2022). DOI : 10.1021/acs.nanolett.2c01817
Fourni par l’Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH)