Trois grands projets fédérateurs ont été élaborés pour la période 2013-2017. Il s'agit de projets pluridisciplinaires rendus possibles grâce à la large palette d'expertises scientifiques, en Chimie, Physique et Biologie, existant au sein de l'Institut. Ils s'ajoutent aux thèmes de recherche propres à chaque Laboratoire, que l'on peut trouver dans les sites correspondants (CRM2, LCPME, LPCT, L2CM, LCP-A2MC).
 

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Axe M2H

Matériaux moléculaires et hybrides

Responsable: Cédric Carteret (LCPME)

Les chercheurs de l’Institut élaborent de nombreuses structures moléculaires, supramoléculaires et macromoléculaires, tant organiques ou inorganiques qu’hybrides organo-minérales, en partant de l’infiniment petit et en allant jusqu’à la conception d’objets micro- et macroscopiques à propriétés spécifiques. Ces recherches sont menées en vue d’applications ciblées et tirent souvent avantage des avancées méthodologiques à l’interface entre la chimie et la physique moléculaire Cet axe comporte deux sous axes. Le premier concerne la synthèse et la caractérisation de solides originaux (oxydes mésoporeux à structure régulière, hybrides organo-minéraux à base de silice et matériaux lamellaires) ainsi que l’étude de leur réactivité et le développement de leurs applications (nano-bioencapsulation – bioréacteurs, capteurs électrochimiques et bioélectrocatalyse, immobilisation de polluants et remédiation, traitement des effluents par adsorption et catalyse). Le second sous-axe concerne le domaine des matériaux moléculaires (électro- et photo-actifs, électronique moléculaire) et les nanomatériaux (nanosemiconducteurs, nanomatériaux à propriétés piézoélectriques).

Projets soutenus en 2013

• Greffage covalent de chromophores sur des nanotubes de carbone pour la spectroscopie à deux photons.
  par A. Comel (LCP-A2MC), M. Dossot (LCPME) et V. Mamane (SRSMC)
• Tensioactifs magnéto-sensibles pour l’auto-assemblage électro-assisté de films mésoporeux magnétiques (MAG-FM)
  par Andreea Pasc (SRSMC) et Grégoire Herzog (LCPME)

GIXD pattern (A) and TEM (B, C) views of an electrodeposited mesoporous silica film

 

 

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 Axe M3V

Microorganismes, Macromolécules et Molécules pour le Vivant

Responsable: Christophe Gantzer (LCPME)

Le projet est centré sur l’étude des microorganismes (bactéries, virus) et des protéines/enzymes d’intérêt médical ou environnemental. Nous cherchons à inactiver ces cibles biologiques à l’aide de molécules naturelles ou de synthèse. Ces molécules bioactives sont évaluées par rapport à leur activité antivirale ou antibactérienne ou encore sur leur capacité à interagir avec des protéines (e.g. inhibiteurs enzymatiques, interactions protéines-ligands). Leur mécanisme d’action est étudié par rapport aux spécificités de chacune des cibles biologiques d’intérêt (effet sur la membrane bactérienne, étude des interactions avec le cycle viral, désorganisation d’un biofilm, interactions avec le site actif d’une enzyme). Nous cherchons aussi à relier la structure moléculaire de nos cibles biologiques à leur activité spécifique (complexe protéine-ligand, capacité des virus à infecter une cellule selon la structure de la capside protéique). L’axe M3V s’organise donc tout naturellement autour de deux sous-axes qui concernent l’inactivation de nos cibles biologiques par des molécules spécifiques (synthèse, caractérisation et mécanisme d’action de molécules bioactives et l’activité de ces cibles en fonction de leur structure moléculaire (relation structure moléculaire et bioactivité).

 

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Axe R12

Structure et densité électroniques, interactions intermoléculaires

Responsables: Francesca Ingrosso (LPCT) et Benoit Guillot (CRM2)

Cet axe regroupe des activités centrées autour des interactions intermoléculaires, de la structure électronique, et de la densité électronique. Les objectifs sont la caractérisation de ces interactions par des calculs de structure électronique et par l’analyse de données expérimentales comme des structures cristallographiques à très haute résolution et des propriétés spectroscopiques, ainsi que la mise au point de champs de force élaborés et de méthodes de simulation numérique associant approches quantiques et classiques. Les modèles et méthodes qui seront développés trouvent alors des applications directes dans le cadre des deux autres axes de l’Institut, qui ciblent des systèmes spécifiques et plus particulièrement les matériaux et les molécules et assemblages d’intérêt biologique. L’axe est divisé en trois sous-axes qui s’intéressent à l’étude des aspects théoriques de la structure électronique, au développement et à l'utilisation de champs de force et de techniques de simulation statistique adaptés à la modélisation des systèmes complexes en interaction et à la compréhension et au développement des relations propriétés moléculaires / topologie de la densité électronique par la combinaison de calculs théoriques et de données expérimentales cristallographiques et/ou spectroscopiques. Cet axe mene aussi une activité de formation autour de la visualisation de macromolécules par des outils de réalité virtuelle. L'IJB a notemment financé l'achat de trois postes, utilisés dans des cours L1PC-L3Chimie et dans des contextes de vulgarisation, comme la Fête de la Science.

Projets financés par l'axe R12 :

Projets soutenus en 2013

• Comparison between extremely localized molecular orbitals and transferable spherical pseudo-atoms for the reconstruction of polypeptide electron densities
  par Alessandro Genoni (SRSMC) et  Benoit Guillot (CRM2)
• Techniques de théorie quantique des champs appliquées au problème de l'énergie solaire
  par Dario Rocca (CRM2) et Antonio Monari (SRSMC)

Projets soutenus en 2014 

• (Renouvellement) Comparison between extremely
  localized molecular orbitals and transferable spherical
  pseudo-atoms for the reconstruction of polypeptide
  electron densities
  par Alessandro Genoni (SRSMC) et  Benoit Guillot (CRM2)
• Formulation de matériaux zéolithiques en vue d’un piégeage optimal d’hydrocarbures dans les conditions d’un cycle cold-start : une étude DFT 
  par Janos Ángyán (CRM2) et Michaël Badawi (LCP-2AMC) 

Projets soutenus en 2015 

• (Renouvellement) Formulation de matériaux zéolithiques en vue d’un piégeage optimal d’hydrocarbures dans les conditions d’un cycle cold-start : une étude DFT
  par Janos Ángyán (CRM2) et Michaël Badawi (LCP-2AMC) 
• Facteur de structure dynamique et viscosité de liquides moléculaires par simulation numérique par C. Millot (SRSMC), J.-F. Wax, H. Xu (LCP-A2MC) 

​Projets soutenus en 2016 

• Etude complémentaire théorique (DFT) et expérimentale (RMN), des interactions matrice- hôte dans les systèmes NP@HDL
  par Erwan André (LCPME) et Axel Gansmuller (CRM2) 
• (Renouvellement) Facteur de structure dynamique et viscosité de liquides moléculaires par simulation numérique
  par C. Millot (SRSMC), J.-F. Wax, H. Xu (LCP-A2MC) 

​Projets soutenus en 2017

• Evaluation théorique des phases In2Se3: structures lamellaires vs cristaux massifs avec défauts ordonnés
  par Sébastien Lebègue (CRM2) et Andrei Postnikov (LCP-A2MC) 
• Quantum Mechanical Models to Reconstruct the Spin Density Matrix of Magnetic Systems
  par N. Claiser (CRM2) et A. Genoni (SRSMC). 

Projets soutenus en 2018

• Stabilizing liquids into spheres. When molecular gastronomy meets molecular dynamics
  par A. Pasc (L2CM) et C. Chipot (LPCT).
• (Renouvellement) Evaluation théorique des phases In2Se3: structures lamellaires vs cristaux massifs avec défauts ordonnés
  par Sébastien Lebègue (LPCT) et Andrei Postnikov (LCP-A2MC) 
• (Renouvellement) Quantum Mechanical Models to Reconstruct the Spin Density Matrix of Magnetic Systems
  par N. Claiser (CRM2) et A. Genoni (LPCT). 

Projets soutenus en 2019

• Hydratation de la birnessite : structure et propriétés vibrationnelles, par R Coustel (LCPME) et Pierrik Durand (CRM2)
• Projet interaxes M2H-R12. Etude expérimentale et théorique de la structure et des propriétés d’inclusion de cyclodextrines dans l’espace interfoliaire d’hydroxydes doubles lamellaires, par A. Lambert (LPCT) et E. André (LCPME).

Projets soutenus en 2020

• Utilisation de la spectroscopie infrarouge ATR et Raman pour réaliser un suivi operando et automatisé à l’interface solide/eau et comparaison avec des résultats de modélisation de dynamique moléculaire, par D. Cornu (LCPME) et A. Carof (LPCT).

Projets soutenus en 2021

• Etude structurale de l’interaction entre SUMO E1 et SUMO E2 pour tenter
  d’inhiber la SUMOylation, par C. Didierjean, B. Guillot (CRM2) et F. Dehez (LPCT).

Projets soutenus en 2022

• Etude et modélisation des propriétés photo-physiques d'assemblages supramoléculaires photoactifs en vue d’une application dans la photothérapie des cancers non mélanocytaires de la peau et les virus associés, par F. Dumarçay et Mihayl Varbanov (L2CM).
• Analyse structurale multi-échelles par la fonction de distribution de paires (PDF) de nano-magnétite fonctionnalisée par de l’amidon, par R. Coustel. M. Mallet, M. Abdelmoula (LCPME) et E-E. Bendeif (CRM2).
   

Actions impliquant R12

3-7 juillet 2022 : 8e Ecole de cristallographie "Analyse structurale par Diffraction des Rayons X sur Monocristal et Applications", Abbaye des Prémontrés (Pont à Mousson).

8-12 Juillet 2019 : 7ème École Thématique "Analyse Structurale par Diffraction des Rayons X sur Monocristal et Applications", Abbaye des Prémontrés (Pont à Mousson).

12 octobre 2018 : Journée scientifique sur les systèmes confinés.

14 juin 2018 : Journée interaxes M2H-R12.

17 Mars 2017 : Journée interaxes R12-M3V "Theoretical and Experimental Studies of Biomolecular Systems" 

22 Novembre 2016 : 4^e Journée de l'Axe R12.

23-36 Août 2016 :
Robert F. Stewart school on electron density and related properties

9 Novembre 2015 :
Structure and dynamics of molecular systems and materials: theory and experiments

9 Décembre 2014 :
Simulation of Biological Systems and Processes 

20 Mai 2014 :
Journée Scientifique sur les Interactions Intermoléculaires

22 Novembre 2013 :
Journée autour des Liquides Ioniques