Author: "Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE)" / Topic: 010402 general chemistry - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

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76 results on '"Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE)"'

1. Humidity-Induced Mechanical Behavior and Proton Transport Mechanism in Aromatic Multiblock Ionomer Membranes

Author: Lionel Flandin, Thi Khanh Ly Nguyen, Huu-Dat Nguyen, Sandrine Lyonnard, Nicolas Charvin, Cristina Iojoiu, Emilie Planes, Genèse et Usage d'Interfaces Durables pour l'Energie (GUIDE), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Matériaux Interfaces ELectrochimie (MIEL), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), ANR-16-CE05-0016,NSPEM,Ionomères et membranes nanostructurés avec architectures controlées pour les PEMFC(2016), ANR-10-LABX-0044,CEMAM,Center of Excellence in Multifunctional Architectured Materials(2010), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Materials science, Nafion, Energy Engineering and Power Technology, Proton exchange membrane fuel cell, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, fuel cell, chemistry.chemical_compound, aromatic ionomer, Proton transport, transport mechanism, Materials Chemistry, Electrochemistry, medicine, Chemical Engineering (miscellaneous), Dehydration, Electrical and Electronic Engineering, skin and connective tissue diseases, Ionomer, food and beverages, Humidity, 021001 nanoscience & nanotechnology, medicine.disease, humanities, 0104 chemical sciences, mechanical property, Membrane, chemistry, Chemical engineering, Fuel cells, sense organs, proton-exchange membrane, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; During the operation of proton-exchange membrane fuel cells, the membrane–electrode assemblies are submitted to hydration/dehydration cycles because of the changes in temperature and relative humidity. It is therefore essential to understand the effect of these conditions on the membranes’ mechanical properties and transport mechanism. Although multiblock aromatic ionomers are promising alternative materials to Nafion, the mechanical properties during hydration/dehydration and their effect on the proton transport mechanism in these materials are not well understood. In this work, the interplay between the humidity-induced mechanical behavior and the proton transport mechanism in multiblock aromatic ionomers was systematically studied, as compared with those of Nafion. The water vapor transport mechanism in terms of sorption and diffusion was first investigated by dynamical vapor sorption. Then, the impact of hydration and dehydration on the membrane mechanical properties was elucidated using a dynamic mechanical analysis device coupled with a temperature- and humidity-controlled chamber. An innovative understanding of these polymers could be proposed by comparing the kinetics of water clustering to the consequences on the elastic properties. A major outcome is the estimation of a relative amount of isolated and clustered water molecules.
Published: 2021
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2. Impact of ionomer structuration on the performance of bio-inspired noble-metal-free fuel cell anodes

Author: Vincent Artero, Fabrice Valentino, Tristan Asset, Tran Ngoc Huan, Nathan Coutard, Bruno Jousselme, Sandrine Lyonnard, Bertrand Reuillard, Pascale Chenevier, Reuben T. Jane, Eugen S. Andreiadis, Solène Gentil, Alan Le Goff, Adina Morozan, Frédéric Maillard, Solar fuels, hydrogen and catalysis (SolHyCat), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département de Chimie Moléculaire (DCM), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Electrochimie Interfaciale et Procédés (EIP), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), European Project, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Materials science, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, engineering.material, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, law.invention, Catalysis, chemistry.chemical_compound, law, Nafion, Ionomer, General Environmental Science, Nanocomposite, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Chronoamperometry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Anode, chemistry, engineering, General Earth and Planetary Sciences, Noble metal, 0210 nano-technology
Abstract: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667109321000014?via%3Dihub; International audience; Molecular-engineered bio-inspired catalysts hold promise for the next generation of proton-exchange membrane fuel cells (PEMFCs). Yet, their implementation in catalytic layers with Nafion ionomer faces nanocomposite formulation issues. Here, we use various DuBois nickel catalysts immobilized on carbon nanotubes to exemplify how self-assembly at the mesoscale affects H2 oxidation anode performance. We exploited the reversible activity of these catalysts together with potential-step chronoamperometry to locally produce H2 and probe mass transport within the catalyticlayer. Small-angle neutron scattering studies serve to build a model describing how the surface functionalization drives the structuration of the ionomer and affects the diffusion of protons and gas from and to catalytic centers. This study thus demonstrates that implementation of unconventional catalysts in catalytic layers requires the redesign of the whole system of materials. On the basis of such information, catalytic layer formulation was optimized,allowing order-of-magnitude performance enhancement of noble-metal-free PEMFCs
Published: 2021
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3. Tailoring the Proton Conductivity and Microstructure of Block Copolymers by Countercation-Selective Membrane Fabrication

Author: Thi Khanh Ly Nguyen, Huu-Dat Nguyen, Cristina Iojoiu, Jacques Jestin, Emilie Planes, Lionel Porcar, Sandrine Lyonnard, Matériaux Interfaces ELectrochimie (MIEL), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Genèse et Usage d'Interfaces Durables pour l'Energie (GUIDE), LLB - Matière molle et biophysique (MMB), Laboratoire Léon Brillouin (LLB - UMR 12), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay, Institut Laue-Langevin (ILL), ILL, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-16-CE05-0016,NSPEM,Ionomères et membranes nanostructurés avec architectures controlées pour les PEMFC(2016)
Subjects: Materials science, Fabrication, Proton, 02 engineering and technology, Counter cation, Conductivity, 010402 general chemistry, Membrane morphology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, enhance membrane conductivity, perfluorosulfonic acid, Copolymer, Physical and Theoretical Chemistry, Lewis acid strength, SANS, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Microstructure, Casting, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, block copolymers, General Energy, Membrane, Chemical engineering, membrane morphology control, polymer electrolyte, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Here we report a simple-but-effective method to control the membrane morphology and transport properties of aromatic multi-block copolymers bearing perfluorosulfonic functions, via casting with different counter-cations. Five monovalent cations with different sizes, polarity, hydrophobicity, i.e., H + , Li + , K + , Cs + , TEA + , and one double-valence cation, i.e., Ca 2+ , were selected for manufacturing block copolymer membranes. We show that the counter-cation has a strong impact on the superstructure long-range order by acting as either block-separator, either block-compatibilizer, therefore tuning the thermodynamics of the self-assembly process. Hence, by selecting the cations, highly ordered or completely disordered phase-separated block morphologies can be created. The effect of counter-cation nature on the morphology is strongly reflected on the proton conductivity of acidified membranes. At 25 °C and 10% relative humidity, the acidified TEA +-cast membranes are 22 times less conductive than the acidified Cs +-cast ones. By combining microscopy and neutron scattering techniques, we reveal the direct correlation between enhanced functional properties and quality of membrane microstructure directed by the nature of cations with beneficial characteristics. Our findings highlight the role and importance of cation selection to tailor the functional properties of multiblock ionomers applicable as solid electrolytes for energy conversion devices.
Published: 2020
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4. Oxide Ion and Proton Conductivity in Highly Oxygen-Deficient Cubic Perovskite SrSc0.3Zn0.2Ga0.5O2.4

Author: Quentin Berrod, John S. O. Evans, Mark R. Johnson, Chloe A. Fuller, Maxim Avdeev, Bernhard Frick, Ivana Radosavljevic Evans, Department of Chemistry [Durham, UK], Durham University, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut Laue-Langevin (ILL), Bragg Institute, Bragg Institute-Australian Nuclear Science & Technology Organisation, and ILL
Subjects: Materials science, Proton, Oxygen deficient, General Chemical Engineering, Inorganic chemistry, 02 engineering and technology, General Chemistry, Oxide ion, Conductivity, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Oxide ion conductor, 0104 chemical sciences, Conductor, neutron spectroscopy, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Materials Chemistry, local structure, 0210 nano-technology, Perovskite (structure)
Abstract: International audience; A series of Zn-substituted compounds, Sr2Sc1-xZnxGaO5-0.5x, based on the brownmillerite-type oxide ion conductor Sr2ScGaO5 have been synthesized and a single-phase region identified at 0.4 ≤ x < 0.6. The structure and dynamics of Sr2Sc0.6Zn0.4GaO4.8 were investigated by X-ray and neutron diffraction, neutron total scattering and pair distribution function (PDF) analysis, impedance spectroscopy and neutron spectroscopy. The material was found to be a highly-disordered cubic perovskite with a remarkable level of oxygen deficiency across a large temperature range. These structural properties lead to an increase of oxide ion conductivity of about two orders of magnitude relative to the parent Sr2ScGaO5. The presence of proton conductivity and some water uptake was suggested by the impedance data and corroborated by thermogravimetric analysis (TGA), solid state nuclear magnetic resonance (NMR), variable temperature X-ray diffraction and neutron spectroscopy. Both proton and oxide ion conductivity produced a measurable quasi-elastic neutron scattering (QENS) signal and the onset of each dynamic process could be observed by monitoring the tempera-ture dependence of the elastic and inelastic scattering intensities measured in fixed window scans. Neutron total scatter-ing and PDF studies revealed a local structure that is markedly different from the perovskite average structure, and we propose it contains a rare one-coordinate or terminal oxygen site.
Published: 2020
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5. Opportunities and Challenges for Organic Electrodes in Electrochemical Energy Storage

Author: Philippe Poizot, Joël Gaubicher, Yanliang Liang, Lionel Dubois, Stéven Renault, Yan Yao, Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Department of Electrical and Computer Engineering [Houston], University of Houston, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), and Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
Subjects: Battery (electricity), Metrics & More Article Recommendations Beyond Li Battery Chemistry XXXX, 010405 organic chemistry, Chemistry, Nanotechnology, Organic radical battery, XXX, General Chemistry, Electrolyte, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Energy storage, 0104 chemical sciences, 12. Responsible consumption, 13. Climate action, XXX−XXX Organic Batteries AE 75 7.2. Nonaqueous Multivalent Metal−Organic 8.2. Hybrid Organic−Inorganic Batteries AN 84 8.2.1. Aqueous Lithium-Ion Batteries (ALIBs) AN 85 8.2.2. Aqueous Sodium-Ion Batteries (ASIBs) AN 86 8.2.3. Aqueous Potassium-Ion Batteries 87, Electrode, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Specific energy, Electronics, Electrochemical energy storage
Abstract: International audience; As the world moves toward electromobility and a concomitant decarbonization of its electrical supply, modern society is also entering a so-called fourth industrial revolution marked by a boom of electronic devices and digital technologies. Consequently, battery demand has exploded along with the need for ores and metals to fabricate them. Starting from such a critical analysis and integrating robust structural data, this review aims at pointing out there is room to promote organic-based electrochemical energy storage. Combined with recycling solutions, redox-active organic species could decrease the pressure on inorganic compounds and offer valid options in terms of environmental footprint and possible disruptive chemistries to meet the energy storage needs of both today and tomorrow. We review state-of-the-art developments in organic batteries, current challenges, and prospects, and we discuss the fundamental principles that govern the reversible chemistry of organic structures. We provide a comprehensive overview of all reported cell configurations that involve electroactive organic compounds working either in the solid state or in solution for aqueous or nonaqueous electrolytes. These configurations include alkali (Li/Na/K) and multivalent (Mg, Zn)-based electrolytes for conventional "sealed" batteries and redox-flow systems. We also highlight the most promising systems based on such various chemistries relying on appropriate metrics such as operation voltage, specific capacity, specific energy, or cycle life to assess the performances of electrodes.
Published: 2020
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6. Combined Operando High Resolution SANS and Neutron Imaging Reveals in-Situ Local Water Distribution in an Operating Fuel Cell

Author: Sylvie Escribano, Nicolas Martinez, Gérard Gebel, Arnaud Morin, Lionel Porcar, Sébastien Rosini, Sandrine Lyonnard, Duncan Atkins, Alessandro Tengattini, Fabrice Micoud, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Institut Laue-Langevin (ILL), Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (DEHS), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA), Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ILL, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: In situ, Materials science, Hydrogen, Neutron imaging, Energy Engineering and Power Technology, High resolution, Proton exchange membrane fuel cell, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 7. Clean energy, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Chemical engineering, chemistry, Yield (chemistry), [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Materials Chemistry, Electrochemistry, Chemical Engineering (miscellaneous), Fuel cells, Electrical and Electronic Engineering, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: By producing electricity and heat from hydrogen with high yield and with only water as a byproduct, the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is one of the most promising carbon-free alternati...
Published: 2019
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7. Multiscale Multiphase Lithiation and Delithiation Mechanisms in a Composite Electrode Unraveled by Simultaneous Operando Small-Angle and Wide-Angle X-Ray Scattering

Author: Christopher L. Berhaut, Sandrine Lyonnard, Diana Zapata Dominguez, Stéphanie Pouget, David Aradilla, Samuel Tardif, Praveen Kumar, Pierre-Henri Jouneau, Willy Porcher, SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Service Général des Rayons X (SGX ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), ANR-11-EQPX-0010,CRGF,Lignes synchrotron françaises à l'ESRF(2011), European Project: 685716,H2020,H2020-NMP-2015-two-stage,SINTBAT(2016), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Subjects: Materials science, Silicon, Small-angle X-ray scattering, Scattering, General Engineering, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, lithiation/delithiation mechanisms Li-ion batteries silicon/iron silicide/graphite composite electrode operando synchrotron simultaneous SAXS/WAXS, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, chemistry, Chemical engineering, Electrode, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, General Materials Science, Lithium, Graphite, 0210 nano-technology, Wide-angle X-ray scattering, Cell aging
Abstract: International audience; The (de)lithiation process and resulting atomic and nanoscale morphological changes of an a-Si/c-FeSi2/graphite composite negative electrode are investigated within a Li-ion full cell at several current rates (C-rates) and after prolonged cycling by simultaneous operando synchrotron wide-angle and small-angle X-ray scattering (WAXS and SAXS). WAXS allows the probing of the local crystalline structure. In particular, the observation of the graphite (de)lithiation process, revealed by the LixC6 Bragg reflections, enables access to the respective capacities of both graphite and active silicon. Simultaneously and independently, information on the silicon state of (de)lithiation and nanoscale morphology (1 to 60 nm) is obtained through SAXS. During lithiation, the SAXS intensity in the region corresponding to characteristic distances within the a-Si/c-FeSi2 domains increases. The combination of the SAXS/WAXS measurements over the course of several charge/discharge cycles, in pristine and aged electrodes, provides a complete picture of the C-rate-dependent sequential (de)lithiation mechanism of the a-Si/c-FeSi2/graphite anode. Our results indicate that, within the composite electrode, the active silicon volume does not increase linearly with lithium insertion and point toward the important role of the electrode morphology to accommodate the nanoscale silicon expansion, an effect that remains beneficial after cell aging and most probably explains the excellent performance of the composite material.
Published: 2019
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8. Mononuclear Ni(II) Complexes with a S3O Coordination Sphere Based on a Tripodal Cysteine-Rich Ligand: pH Tuning of the Superoxide Dismutase Activity

Author: Christelle Gateau, Pascale Maldivi, Pascale Delangle, Olivier Proux, Jérémy Domergue, Alan Le Goff, Jacques Pécaut, Carole Duboc, Colette Lebrun, Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox Biomimétique (DCM - CIRE), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut de Chimie Moléculaire de Grenoble (ICMG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département de Chimie Moléculaire - Biosystèmes Electrochimiques et Analytiques (DCM - BEA), Département de Chimie Moléculaire (DCM), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox Biomimétique (DCM - CIRE ), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox (DCM - CIRE ), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
Subjects: Coordination sphere, Stereochemistry, Superoxide dismutase activity, Ligands, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Inorganic Chemistry, Superoxide dismutase, Biomimetic Materials, Coordination Complexes, Nickel, [CHIM]Chemical Sciences, Cysteine, Physical and Theoretical Chemistry, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Sulfur Compounds, biology, Superoxide Dismutase, 010405 organic chemistry, Ligand, Chemistry, Hydrogen-Ion Concentration, 3. Good health, 0104 chemical sciences, biology.protein, Oxidation-Reduction
Abstract: The superoxide dismutase (SOD) activity of mononuclear NiII complexes, whose structures are inspired by the NiSOD, has been investigated. They have been designed with a sulfur-rich pseudopeptide li...
Published: 2019
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9. Wavelength‐ and Tissue‐dependent Variations in the Mutagenicity of Cyclobutane Pyrimidine Dimers in Mouse Skin

Author: Masayuki Yamamoto, Jean Cadet, Toshio Mori, Yasuhiro Kamei, Hironobu Ikehata, Thierry Douki, Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Université de Sherbrooke (UdeS)
Subjects: Genetically modified mouse, endocrine system, Pyrimidine, Ultraviolet Rays, education, Mice, Transgenic, Pyrimidine dimer, 010402 general chemistry, medicine.disease_cause, 01 natural sciences, Biochemistry, Mice, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Dermis, medicine, Animals, Pyrimidone, Physical and Theoretical Chemistry, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], Skin, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Mutation, Epidermis (botany), integumentary system, Chemistry, fungi, food and beverages, General Medicine, Molecular biology, 0104 chemical sciences, medicine.anatomical_structure, Pyrimidine Dimers, DNA, Mutagens
Abstract: International audience; The cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) is a main mutagenic photolesion in DNA produced by UVR. We previously studied the wavelength-dependent kinetics of mutation induction efficiency using monochromatic UVR sources and transgenic mice developed for mutation assay and established the action spectra of UVR mutagenicity in the mouse epidermis and dermis. Here, we further established the action spectra of CPD and pyrimidine(6-4)pyrimidone photoproduct formation in the same tissues and in naked DNA using the same sources and mouse strain. Quantitative ELISA helped us estimate the photolesion formation efficiencies on a molecule-per-nucleotide basis. Using these action spectra, we confirmed that the UVR mutation mostly depends on CPD formation. Moreover, the mutagenicity of a CPD molecule (CPD mutagenicity) was found to vary by wavelength, peaking at approximately 313 nm in both the epidermis and dermis with similar wavelength-dependent patterns. Thus, the CPD formation efficiency is a main determinant of UVR mutagenicity in mouse skin, whereas a wavelength-dependent variation in the qualitative characteristics of CPD molecules also affects the mutagenic consequences of UVR insults. In addition, the CPD mutagenicity was always higher in the epidermis than in the dermis, suggesting different cellular responses to UVR between the two tissues irrespective of the wavelength.
Published: 2019
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10. Phosphate‐Rich Biomimetic Peptides Shed Light on High‐Affinity Hyperphosphorylated Uranyl Binding Sites in Phosphoproteins

Author: Pascale Delangle, Colette Lebrun, Claude Vidaud, Fanny A. Laporte, Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Laboratoire d'Etude des Protéines Cibles (LEPC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ANR-16-CE34-0003,TURBO,Toxicité de l'uranium: Approche multi-échelles du processus de biomineralisation dans les os(2016), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Spectrometry, Mass, Electrospray Ionization, Coordination sphere, Stereochemistry, 010402 general chemistry, Peptides, Cyclic, 01 natural sciences, Catalysis, chemistry.chemical_compound, Biomimetic synthesis, [CHIM]Chemical Sciences, Binding site, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, chemistry.chemical_classification, Binding Sites, 010405 organic chemistry, Circular Dichroism, Organic Chemistry, Bioinorganic chemistry, General Chemistry, Uranyl, Uranium Compounds, Cyclic peptide, 0104 chemical sciences, Amino acid, chemistry, Phosphoserine, Calcium, Osteopontin
Abstract: Some phosphoproteins such as osteopontin (OPN) have been identified as high-affinity uranyl targets. However, the binding sites required for interaction with uranyl and therefore involved in its toxicity have not been identified in the whole protein. The biomimetic approach proposed here aimed to decipher the nature of these sites and should help to understand the role of the multiple phosphorylations in UO22+ binding. Two hyperphosphorylated cyclic peptides, pS168 and pS1368 containing up to four phosphoserine (pSer) residues over the ten amino acids present in the sequences, were synthesized with all reactions performed in the solid phase, including post-phosphorylation. These β-sheet-structured peptides present four coordinating residues from four amino acid side chains pointing to the metal ion, either three pSer and one glutamate in pS168 or four pSer in pS1368 . Significantly, increasing the number of pSer residues up to four in the cyclodecapeptide scaffolds produced molecules with an affinity constant for UO22+ that is as large as that reported for osteopontin at physiological pH. The phosphate-rich pS1368 can thus be considered a relevant model of UO22+ coordination in this intrinsically disordered protein, which wraps around the metal ion to gather four phosphate groups in the UO22+ coordination sphere. These model hyperphosphorylated peptides are highly selective for UO22+ with respect to endogenous Ca2+ , which makes them good starting structures for selective UO22+ complexation.
Published: 2019
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11. Imaging Heterogeneous Electrocatalyst Stability and Decoupling Degradation Mechanisms in Operating Hydrogen Fuel Cells

Author: Isaac Martens, Tim Starr, Nicolas Martinez, Janne Pusa, Alan Coelho, Arnaud Morin, Simon D. M. Jacques, Laetitia Dubau, Sandrine Lyonnard, Frédéric Maillard, David P. Wilkinson, Veijo Honkimäki, Dan Bizzotto, Elizabeth A. Fisher, Jakub Drnec, Raphaël Chattot, Sylvie Escribano, Antonis Vamvakeros, Maria Valeria Blanco, Tristan Asset, Fabrice Micoud, European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF), University College of London [London] (UCL), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Laue-Langevin (ILL), University of British Columbia (UBC), Electrochimie Interfaciale et Procédés (EIP), Laboratoire d'Electrochimie et de Physico-chimie des Matériaux et des Interfaces (LEPMI), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Independent Researcher, Coelho software, Finden Limited, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département de l'électricité et de l'hydrogène dans les transports (DEHT), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), ILL, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Subjects: inorganic chemicals, Materials science, Nanostructure, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electrocatalyst, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Durability, 0104 chemical sciences, Catalysis, Fuel Technology, Chemical engineering, Chemistry (miscellaneous), Hydrogen fuel, Materials Chemistry, Energy transformation, Degradation (geology), 0210 nano-technology, Decoupling (electronics)
Abstract: International audience; Proliferation of hydrogen fuel cell systems is hindered by degradation of the platinum catalyst. Here, we provide a device level assessment of the catalyst degradation phenomena and its coupling to nanoscale hydration gradients, using advanced operando X-ray scattering tomography tailored for device-scale imaging. Gradients formed inside the fuel cell produce heterogeneous degradation of the catalyst nanostructure, which can be linked to the flow field design and water distribution in the cell. Striking differences in catalyst degradation are observed between operating fuel cell devices and the liquid cell routinely used for catalyst stability studies, highlighting the crucial impact of the complex operating environment on the catalyst degradation phenomena. This degradation knowledge gap accentuates the necessity of multimodal, in situ characterization of real devices when assessing the performance and durability of electrocatalysts, and more generally, electrochemically active phases used in energy conversion and storage technologies.
Published: 2021
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12. Bipolar Electrochemiluminescence Imaging: A Way to Investigate the Passivation of Silicon Surfaces

Author: Lucie Descamps, Abdulghani Ismail, Arnaud Buhot, Silvia Voci, Loïc Leroy, Aurélie Bouchet-Spinelli, Neso Sojic, Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut des Sciences Moléculaires (ISM), Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-20-CE29-0006,LiCORN,Conversion lumineuse par électrochimiluminescence photoinduite(2020)
Subjects: Materials science, Passivation, Silicon, business.industry, Microfluidics, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, chemistry, Optoelectronics, Bipolar electrochemistry, Electrochemiluminescence, Fluidics, Physical and Theoretical Chemistry, 0210 nano-technology, Biochip, business, Silicon oxide, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: This work depicts the original combination of electrochemiluminescence (ECL) and bipolar electrochemistry (BPE) to map in real-time the oxidation of silicon in microchannels. We fabricated model silicon-PDMS microfluidic chips, optionally containing a restriction, and monitored the evolution of the surface reactivity using ECL. BPE was used to remotely promote ECL at the silicon surface inside microfluidic channels. The effects of the fluidic design, the applied potential and the resistance of the channel (controlled by the fluidic configuration) on the silicon polarization and oxide formation were investigated. A potential difference down to 6 V was sufficient to induce ECL, which is two orders of magnitude less than in classical BPE configurations. Increasing the resistance of the channel led to an increase in the current passing through the silicon and boosted the intensity of ECL signals. Finally, the possibility of achieving electrochemical reactions at predetermined locations on the microfluidic chip was investigated using a patterning of the silicon oxide surface by etched micrometric squares. This ECL imaging approach opens exciting perspectives for the precise understanding and implementation of electrochemical functionalization on passivating materials. In addition, it may help the development and the design of fully integrated microfluidic biochips paving the way for development of original bioanalytical applications.
Published: 2021
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13. Imidazoline synthesis: mechanistic investigations show that Fe catalysts promote a new multicomponent redox reaction

Author: Pascale Maldivi, Patrick Dubourdeaux, Jean-Marc Latour, Pierre-Alain Bayle, Guillaume Coin, Colette Lebrun, Physiochimie des Métaux (PMB), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département de Chimie Moléculaire (DCM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Coordination sphere, 010405 organic chemistry, Chemistry, Nitrene, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, Aziridine, [MATH.MATH-FA]Mathematics [math]/Functional Analysis [math.FA], 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Combinatorial chemistry, 0104 chemical sciences, Catalysis, Inorganic Chemistry, Amidine, chemistry.chemical_compound, Nucleophile, [CHIM]Chemical Sciences, Lewis acids and bases, Acetonitrile
Abstract: International audience; Multicomponent reactions are attracting strong interest because they contribute to develop more efficient synthetic chemistry. Understanding their mechanism at the molecular level is thus an important issue to optimize their operation. The development of integrated experimental and theoretical approaches has very recently emerged as most powerful to achieve this goal. In the wake of our recent investigation of amidine synthesis, we used this approach to explore how an Fe-catalyzed aziridination can lead to an imidazoline when run in acetonitrile. We report that the synthesis of imidazoline by combination of styrene, acetonitrile, an iron catalyst and a nitrene precursor occurs along a new kind of multicomponent reaction. The formation of imidazoline results from acetonitrile interception of a benzyl radical styrene aziridination intermediate within Fe coordination sphere, as opposed to classical nucleophilic opening of the aziridine by a Lewis acid. Comparison of this mechanism to that of amidine formation allows a rationalization of the modes of intermediates trapping by acetonitrile according to the oxidation state Fe active species. The molecular understanding of these processes may help to design other multicomponent reactions.
Published: 2021
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14. The SERENADE project; a step forward in the safe by design process of nanomaterials: The benefits of a diverse and interdisciplinary approach

Author: Jérôme Labille, Stéphane Peyron, Thierry Heulin, Sébastien Artous, Mélanie Auffan, Claire A. Auplat, Thierry Rabilloud, Isabelle Capron, Henri Wortham, Marie Carrière, Delphine Truffier-Boutry, Armand Masion, Laurent Charlet, Bernard Cathala, Camille de Garidel-Thoron, Gregory Brochard, Catherine Santaella, Thierry Orsière, Simon Clavaguera, Jérôme Rose, Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), ARC-Nucleart CEA Grenoble (NUCLEART), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Paris Dauphine-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL), Dauphine Recherches en Management (DRM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Dauphine-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), ALLIOS 105 Chemin de Saint-Menet aux Accates, 13011 Marseille, France, Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Gustave Eiffel-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Ecosystèmes continentaux et risques environnementaux (ECCOREV), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Protéomique pour la Microbiologie, l'Immunilogie et la Toxicologie (PROMIT), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Chimie de l'environnement (LCE), ANR-11-LABX-0064,SERENADE,Vers une conception de nanomatériaux innovants, durables et sûrs(2011), ANR-11-IDEX-0001,Amidex,INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE(2011), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ALLIOS, Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'Ecologie Microbienne de la Rhizosphère et d'Environnements Extrêmes (LEMIRE), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Protéomique pour la Microbiologie, l'Immunologie et la Toxicologie (PROMIT), Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS for the funding of the IRP iNOVE, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Aix Marseille Université (AMU)-Avignon Université (AU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), ANR11-IDEX-0001-02, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Commission., Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Technology readiness, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Computer science, media_common.quotation_subject, Biomedical Engineering, Pharmaceutical Science, Bioengineering, 02 engineering and technology, Advanced materials, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Resource (project management), Originality, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [CHIM.CRIS]Chemical Sciences/Cristallography, General Materials Science, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, media_common, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Hazard, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, 0104 chemical sciences, Variety (cybernetics), [SDV.ETH]Life Sciences [q-bio]/Ethics, Engineering management, Product life-cycle management, [SDE]Environmental Sciences, Design process, 0210 nano-technology, Biotechnology, [SDU.STU.MI]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Mineralogy
Abstract: International audience; Developing safe nanomaterials has become a major concern in all the industry sectors using advanced materials. However, there are very few initiatives addressing this issue. The SERENADE project, with its long-term funding scheme, provided a unique opportunity to foster a coordinated, yet diverse approach to investigate the safe-by-design development of nanomaterials in a variety of application fields, using a targeted set of inter-disciplinary case studies. The originality of the approach was to cover as many multiple technology readiness levels (TRLs) and life cycle stages as possible, combined with shared hazard and end- of-life assessments in an effort towards a (more) comprehensive and resource driven research.
Published: 2021
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15. Stable lead-halide perovskite quantum dots as efficient visible light photocatalysts for organic transformations

Author: Peter Reiss, Bikram Gurung, Wai Li Ling, Sukanya Borthakur, Lakshi Saikia, Sudarsan Tamang, Surakcha Thapa, Sajan Pradhan, Sagarmani Rasaily, Deshaj Bhujel, Siddhant Basel, Anand Pariyar, Debesh Sharma, Department of Chemistry, School of Physical Sciences, Sikkim Manipal University (SMU), Department of Material Science, North-East Institute of Science and Technology, Assam University, Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Microscopie électronique, and ANR-16-CE05-0019,PERSIL,Cellules solaires tandem Perovskite-Silicium nanocristallin(2016)
Subjects: Materials science, [SDV.BBM.BS]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Structural Biology [q-bio.BM], General Engineering, Halide, Bioengineering, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Photochemistry, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Catalysis, Rhodamine 6G, chemistry.chemical_compound, chemistry, Quantum dot, Photocatalysis, General Materials Science, Organic synthesis, Chemical stability, 0210 nano-technology, Perovskite (structure)
Abstract: International audience; Lead halide perovskite (LHP) based colloidal quantum dots (CQDs) have tremendous potential for photocatalysis due to their exceptional optical properties. However, their applicability in catalysis is restricted due to poor chemical stability and low recyclability. We report halide-passivated, monodisperse CsPbBr3CQDs as a stable and efficient visible-light photocatalyst for organic transformations. We demonstrate oxidative aromatization of a wide range of heterocyclic substrates including examples which are poor hydrogen transfer (HAT) reagents. Two to five-fold higher rate kinetics were observed for reactions catalyzed by CsPbBr3CQDs in comparison with bulk-type CsPbBr3 (PNCs) or conventionally synthesized CsPbBr3CQDs and other metal organic dyes (rhodamine 6G and [Ru(bpy)3]2+). Furthermore, these CQDs exhibit improved air-tolerance and photostability and in turn show a higher turnover number (TON) of 200, compared to conventionally prepared CQDs (TON = 166) and state-of-the-art bulk-type perovskite-based catalyst (TON = 177). Our study paves the way for the practical applicability of energy-level tunable, size-controlled LHP CQDs as efficient photocatalysts in organic synthesis.
Published: 2021
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16. Experiments and DFT Computations Combine to Decipher Fe-Catalyzed Amidine Synthesis through Nitrene Transfer and Nitrile Insertion

Author: Colette Lebrun, Ranjan Patra, Guillaume Coin, Jacques Pécaut, Ludovic Castro, Pascale Maldivi, Patrick Dubourdeaux, Jean-Marc Latour, Pierre-Alain Bayle, Frédéric Avenier, Geneviève Blondin, Physiochimie des Métaux (PMB), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox (DCM - CIRE ), Département de Chimie Moléculaire (DCM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Amity Institute of Click Chemistry Research & Studies (AICCRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox Biomimétique (DCM - CIRE ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: multicomponent reaction, Nitrile, 010405 organic chemistry, nitrene transfer, Nitrene, mechanism, General Chemistry, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 010402 general chemistry, [MATH.MATH-FA]Mathematics [math]/Functional Analysis [math.FA], DFT calculations, 01 natural sciences, Combinatorial chemistry, Chemical synthesis, Catalysis, 0104 chemical sciences, Amidine, chemistry.chemical_compound, chemistry, amidine synthesis
Abstract: International audience; Multicomponent reactions are attracting strong interest as they contribute to the development of more efficient synthetic chemistry. Understanding their mechanism is thus an important issue to optimize their operation. However, it is also a challenging task owing to the complexity of the succession of molecular events involved. Computational methods have recently proven to be of utmost interest to help decipher some of these processes, and the development of integrated experimental and theoretical approaches thus appears as the most powerful means to understand these mechanisms at the molecular level. A good example is given by the synthesis of amidines which are important pharmaceutical compounds. Their synthesis requires the association of three components, often an alkyne, a secondary amine, and an organic azide as the nitrene precursor. We found that an alternative way is offered by an Fe-catalyzed combination of a hydrocarbon, a nitrile, and a nitrene which gives amidines in good yields under mild conditions. The efficiency of the transformation and the paucity of mechanistic information on these reactions prompted us to thoroughly investigate its mechanism. Several mechanistic scenarios were explored using experimental techniques, including radical trap and N-15 labeling studies, combined with density-functional theory (DFT) calculations of reaction profiles. This allowed us to show that the amidination reaction involves the trapping of an intermediate substrate cation by an Fe-released acetonitrile molecule pointing to a true multicomponent reaction occurring exclusively within the cage around the metal center. Moreover, the calculated energy barriers of the individual steps explained how amidination outweighs direct amination in these reactions. The perfect consistency between DFT results and specific experiments to validate them strongly supports these mechanistic conclusions and highlights the potency of this combined approach.
Published: 2021
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17. Benzothiadiazole-based photosensitizers for efficient and stable dye-sensitized solar cells and 8.7% efficiency semi-transparent mini-modules

Author: Renaud Demadrille, Gerko Oskam, Quentin Huaulmé, Lydia Cabau, Carlos A. González Flores, Emilio Palomares, Maxime Godfroy, Johan Liotier, Damien Joly, Valid Mwatati Mwalukuku, Stéphanie Narbey, Yann Kervella, Frédéric Oswald, Cyril Aumaitre, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Solaronix, rue de l'Ouriette 129, CH-1170 Aubonne, Switzerland, Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ), Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Departamento de Física Aplicada, CINVESTAV-IPN, Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV), Departamento de Sistemas Fisicos, Quimicos y Naturales, Facultad de Ciencias Experimentales, Universidad Pablo de Olavide, Universidad Pablo de Olavide [Sevilla] (UPO), ANR-14-OHRI-0003,ODYCE,Colorants photochromiques pour des applications photovoltaïques : Vers la réalisation de cellules solaires photovoltaïques à transmission optique variable(2014), European Project: 832606,PISCO, Laboratoire d'Electronique Moléculaire Organique et Hybride (LEMOH), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Structures et propriétés d'architectures moléculaire (SPRAM - UMR 5819), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), and Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Passivation, Dye Sensitized Solar Cell, Energy Engineering and Power Technology, Solar modules, Organic dyes, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, [CHIM]Chemical Sciences, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, Extraction (chemistry), Photovoltaic system, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Accelerated aging, 0104 chemical sciences, Dye-sensitized solar cell, Fuel Technology, Chemical engineering, Electrode, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, 0210 nano-technology, Mesoporous material, Semi-transparent PV
Abstract: International audience; We report on the synthesis and structure-properties relationships of five benzothiadiazole-based organic dyes designed for use in Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs). These compounds exhibit hues ranging from pink to violet-blue and demonstrate good Power Conversion Efficiencies (PCEs) ranging from 7.0% to 9.8% when employed as photosensitizers with TiO 2 mesoporous electrodes. The combination of two of these dyes following a co-sensitization approach led to a PCE of up to 10.9% with an iodine-based liquid electrolyte. We demonstrate, using charge extraction and transient photo-voltage experiments, that the improvement of the performances with the cocktail of dyes is related to better light absorption and passivation of the TiO 2 surface. When the volatile electrolyte is swapped for an ionic-liquid, PCEs over 7.5% are reached and the best solar cells retain 80% of their initial performance after 7000 h of light exposure, according to the accelerated aging test ISOS-L2 (65 C, AM1.5G, under continuous irradiation at 1000 W m À2). Finally, we report excellent performance in five-cell mini-modules with 14 cm 2 active area demonstrating a PCE of 8.7%. This corresponds to a power output of circa 123 mW, ranking among the highest performances for such semi-transparent photovoltaic devices.
Published: 2021
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18. Discrimination of deletion to point cytokine mutants based on an array of cross-reactive receptors mimicking protein recognition by heparan sulfate

Author: David Bonnaffé, Yulia N Sergeeva, Hugues Lortat-Jacob, Evelyne Gout, Maria Genua, Martial Billon, Els Saesen, Arnaud Buhot, Laurie-Amandine Garçon, Christine Le Narvor, Rabia Sadir, Thierry Livache, Benjamin Musnier, Yanxia Hou, Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
Subjects: medicine.medical_treatment, Mutant, Cross-reactive, Heparan sulfate, Disaccharides, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, DNA-binding protein, Analytical Chemistry, Surface plasmon resonance imaging, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Sulfation, Biomimetics, Pattern recognition, medicine, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], Receptor, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Surface Plasmon Resonance, 0104 chemical sciences, Coupling (electronics), Cytokine, chemistry, Cytokines, Interferon-γ, Heparitin Sulfate, Selectivity
Abstract: International audience; Differential sensing of proteins based on cross-reactive arrays and pattern recognition is a promising technique for the detection and identification of proteins. In this study, a rational biomimetic strategy has been used to prepare sensing materials capable of discriminating structurally similar proteins, such as deletion and point mutants of a cytokine, by mimicking the biological properties of heparan sulfate (HS). Using the self-assembly of two disaccharides, lactose and sulfated lactose at various ratios on the surface of a chip, an array of combinatorial cross-reactive receptors has been prepared. Coupling with surface plasmon resonance imaging (SPRi), the obtained cross-reactive array is very efficient for protein sensing. It is able to detect HS binding proteins (HSbps) such as IFNγ at nanomolar concentrations. Moreover, such a system is capable of discriminating between IFNγ and its mutants with good selectivity.
Published: 2021
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19. Photoinduced DNA Lesions in Dormant Bacteria: The Peculiar Route Leading to Spore Photoproducts Characterized by Multiscale Molecular Dynamics

Author: Antonio Monari, Thierry Douki, Cécilia Hognon, Antonio Francés-Monerris, Laboratoire de Physique et Chimie Théoriques (LPCT), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universitat de València (UV), Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Molecular model, DNA repair, DNA damage, Ultraviolet Rays, Pyrimidine dimer, Molecular Dynamics Simulation, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Molecular mechanics, Catalysis, chemistry.chemical_compound, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], Spores, Bacterial, 010405 organic chemistry, Chemistry, Organic Chemistry, fungi, General Chemistry, DNA, 0104 chemical sciences, Spore, Pyrimidine Dimers, Biophysics, Nucleic acid, DNA Damage
Abstract: International audience; Some bacterial species enter a dormant state in the form of spores to resist to unfavorable external conditions. Spores are resistant to a wide series of stress agents, including UV radiation, and can last for tens to hundreds of years. Due to the suspension of biological functions, such as DNA repair, they accumulate DNA damage upon exposure to UV radiation. Differently from active organisms, the most common DNA photoproducts in spores are not cyclobutane pyrimidine dimers, but rather the so‐called spore photoproducts. This noncanonical photochemistry results from the dry state of DNA and its binding to small, acid‐soluble proteins that drastically modify the structure and photoreactivity of the nucleic acid. Herein, multiscale molecular dynamics simulations, including extended classical molecular dynamics and quantum mechanics/molecular mechanics based dynamics, are used to elucidate the coupling of electronic and structural factors that lead to this photochemical outcome. In particular, the well‐described impact of the peculiar DNA environment found in spores on the favored formation of the spore photoproduct, given the small free energy barrier found for this path, is rationalized. Meanwhile, the specific organization of spore DNA precludes the photochemical path that leads to cyclobutane pyrimidine dimer formation.
Published: 2020
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20. Eu$^{2+}$: a suitable substituent for Pb$^{2+}$ in CsPbX$_3$ perovskite nanocrystals?

Author: Firoz Alam, Peter Reiss, Stéphanie Pouget, Dmitry Aldakov, K. David Wegner, Kristina O. Kvashnina, Lucia Amidani, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Service Général des Rayons X (SGX ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and ANR-16-CE05-0019,PERSIL,Cellules solaires tandem Perovskite-Silicium nanocristallin(2016)
Subjects: Materials science, Photoluminescence, FOS: Physical sciences, General Physics and Astronomy, Nanoparticle, Halide, Quantum yield, chemistry.chemical_element, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Bromide, Physics - Chemical Physics, 0103 physical sciences, Physical and Theoretical Chemistry, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Perovskite (structure), Chemical Physics (physics.chem-ph), 010304 chemical physics, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 0104 chemical sciences, 3. Good health, chemistry, Nanocrystal, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Physical chemistry, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Europium
Abstract: Eu$^{2+}$ is used to replace toxic Pb$^{2+}$ in metal halide perovskite nanocrystals (NCs). The synthesis implies injection of cesium oleate into a solution of europium (II) bromide at an experimentally determined optimum temperature of 130C and a reaction time of 60s. Structural analysis indicates the formation of spherical CsEuBr$_3$ nanoparticles with a mean size of 43nm. Using EuI$_2$ instead of EuBr$_2$ leads to the formation of 18nm CsI nanoparticles, while EuCl$_2$ does not show any reaction with cesium oleate forming 80nm EuCl2 nanoparticles. The obtained CsEuBr3 NCs exhibit bright blue emission at 413nm (FWHM 30 nm) with a room temperature photoluminescence quantum yield of 39%. The emission originates from the Laporte-allowed 4f7-4f65d1 transition of Eu$^{2+}$ and shows a PL decay time of 263ns. The long-term stability of the optical properties is observed, making inorganic lead-free CsEuBr$_3$ NCs promising deep blue emitters for optoelectronics., The Journal of Chemical Physics (2019)
Published: 2020
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21. Wireless Enhanced Electrochemiluminescence at a Bipolar Microelectrode in a Solid-State Micropore

Author: Alexander Kuhn, Fabien Mesnilgrente, Thierry Leichle, Thierry Livache, Loïc Leroy, Abdulghani Ismail, Aurélie Bouchet-Spinelli, Silvia Voci, Ali Maziz, Neso Sojic, Pascal Mailley, Lucile Reynaud, Arnaud Buhot, Pascale Pham, Jing Yu, Institut des Sciences Moléculaires (ISM), Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Département Microtechnologies pour la Biologie et la Santé (DTBS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Aryballe Technologies, Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
Subjects: Materials science, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Solid-state, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Microporous material, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Microelectrode, Materials Chemistry, Electrochemistry, Electrochemiluminescence, Bipolar electrochemistry, 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other
Abstract: International audience; The combination of bipolar electrochemistry (BE), as a wireless electrochemical approach, and of electrochemiluminescence (ECL) as an imaging readout is a successful strategy with a wide range of analytical applications. However, small conductive entities such as micrometric and nanometric objects are particularly difficult to polarize by BE since they require extremely high electric fields. In order to circumvent this issue due to intrinsic limitations of BE, we elaborated a solid-state micropore, decorated with a rhombus-shaped gold microelectrode. The electric field strength was concentrated inside the solid-state micropore where the conductive gold microelectrode was precisely located and acted as a bipolar light-emitting device. This original configuration allowed achieving adequate polarization of the gold microelectrode in a wireless manner, which led locally to ECL emission. ECL imaging shows that light was generated by the bipolar microelectrode in the center of the micropore. ECL emission could be achieved by imposing a potential value (10 V) to the feeder electrodes that is more than 2 orders of magnitude lower than those required without the micropore. The reported ECL approach opens exciting perspectives for the development of original wireless bioanalytical applications and dynamic bipolar experiments with small objects passing through the pores.
Published: 2020
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22. Organic Liquid Crystals as Single‐Ion Li + Conductors

Author: Mélody Leclere, Lionel Picard, Sylvio Indris, Guk-Tae Kim, Dominic Bresser, Hakima Mendil-Jakani, Laurent Bernard, Gérard Gebel, Sandrine Lyonnard, Tatiana Zinkevich, Patrice Rannou, Helmholtz Institute Ulm (HIU), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (DEHS), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Institute for Applied Materials - [Karlsruhe], Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Materials science, General Chemical Engineering, Ionic bonding, 02 engineering and technology, Electrolyte, Conductivity, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Thermotropic crystal, Ion, Liquid crystal, Environmental Chemistry, Ionic conductivity, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS]Physics [physics], [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Lithium battery, 0104 chemical sciences, General Energy, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, Chemical physics, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The development of new materials for tomorrow's electrochemical energy storage technologies, based on thoroughly designed molecular architectures is at the forefront of materials research. In this line, we report herein the development of a new class of organic lithium-ion battery electrolytes, thermotropic liquid crystalline single-ion conductors, for which the single-ion charge transport is decoupled from the molecular dynamics (i. e., obeys Arrhenius-type conductivity) just like in inorganic (single-)ion conductors. Focusing on an in-depth understanding of the structure-to-transport interplay and the demonstration of the proof-of-concept, we provide also strategies for their further development, as illustrated by the introduction of additional ionic groups to increase the charge carrier density, which results in a substantially enhanced ionic conductivity especially at lower temperatures.
Published: 2020
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23. Radiation Dose-Enhancement Is a Potent Radiotherapeutic Effect of Rare-Earth Composite Nanoscintillators in Preclinical Models of Glioblastoma

Author: Dennis Brueckner, Sylvain Bohic, Benoit Busser, Lucie Sancey, Frédéric Chaput, Vincent Motto-Ros, Frédéric Lerouge, Jan Garrevoet, Jean-Luc Ravanat, Mans Broekgaarden, Hélène Elleaume, Christophe Dujardin, Victor Baisamy, Antonia Youssef, Anne-Laure Bulin, Synchrotron Radiation for Biomedicine = Rayonnement SynchroTROn pour la Recherche BiomédicalE (STROBE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Deutsches Elektronen-Synchrotron [Zeuthen] (DESY), Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association, Cancer Targets & Experimental Therapeutics, Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Luminescence (LUMINESCENCE), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Spectrométrie des biomolécules et agrégats (SPECTROBIO), ANR-11-LABX-0063,PRIMES,Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation(2011), ANR-11-INBS-0006,FLI,France Life Imaging(2011), Lerouge, Frédéric, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), European Synchroton Radiation Facility [Grenoble] (ESRF), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Rayet, Béatrice, Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation - - PRIMES2011 - ANR-11-LABX-0063 - LABX - VALID, Infrastructures - France Life Imaging - - FLI2011 - ANR-11-INBS-0006 - INBS - VALID, and École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: Materials science, General Chemical Engineering, medicine.medical_treatment, Rare earth, GLIOBLASTOMA, General Physics and Astronomy, Medicine (miscellaneous), Context (language use), [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (miscellaneous), radiation dose‐enhancement, RADIATION THERAPY, [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, Radioresistance, medicine, General Materials Science, lcsh:Science, Full Paper, synchrotron radiation, Spatially resolved, Radiation dose, X‐ray‐induced photodynamic therapy, General Engineering, glioblastoma, Full Papers, RADIATION DOSE ENHANCEMENT, 021001 nanoscience & nanotechnology, medicine.disease, 0104 chemical sciences, 3. Good health, NANOSCINTILLATORS, Radiation therapy, nanoscintillators, Photoelectric absorption, Cancer research, lcsh:Q, 0210 nano-technology, Glioblastoma, ddc:624
Abstract: Advanced science xx, 2001675 (1-18) (2020). doi:10.1002/advs.202001675, To improve the prognosis of glioblastoma, innovative radiotherapy regimens are required to augment the effect of tolerable radiation doses while sparing surrounding tissues. In this context, nanoscintillators are emerging radiotherapeutics that down‐convert X‐rays into photons with energies ranging from UV to near‐infrared. During radiotherapy, these scintillating properties amplify radiation‐induced damage by UV‐C emission or photodynamic effects. Additionally, nanoscintillators that contain high‐Z elements are likely to induce another, currently unexplored effect: radiation dose‐enhancement. This phenomenon stems from a higher photoelectric absorption of orthovoltage X‐rays by high‐Z elements compared to tissues, resulting in increased production of tissue‐damaging photo‐ and Auger electrons. In this study, Geant4 simulations reveal that rare‐earth composite LaF$_3$:Ce nanoscintillators effectively generate photo‐ and Auger‐electrons upon orthovoltage X‐rays. 3D spatially resolved X‐ray fluorescence microtomography shows that LaF$_3$:Ce highly concentrates in microtumors and enhances radiotherapy in an X‐ray energy‐dependent manner. In an aggressive syngeneic model of orthotopic glioblastoma, intracerebral injection of LaF$_3$:Ce is well tolerated and achieves complete tumor remission in 15% of the subjects receiving monochromatic synchrotron radiotherapy. This study provides unequivocal evidence for radiation dose‐enhancement by nanoscintillators, eliciting a prominent radiotherapeutic effect. Altogether, nanoscintillators have invaluable properties for enhancing the focal damage of radiotherapy in glioblastoma and other radioresistant cancers., Published by Wiley-VCH, Weinheim
Published: 2020
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24. Guidelines for designing highly concentrated electrolytes for low temperature applications

Author: Guillaume Ah-Lung, Manuel Maréchal, Johan Jacquemin, Fouad Ghamouss, Benjamin Flamme, Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ministère de la Culture (MC), Physico-chimie des Matériaux et des Electrolytes pour l'Energie (PCM2E), Université de Tours, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ministère de la Culture (MC), Université de Tours (UT), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Trimethylsilyl Compounds, Materials science, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Catalysis, Electrolytes, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Eutectic system, Aqueous solution, Metals and Alloys, Temperature, Water, General Chemistry, Electrochemical Techniques, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Solutions, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Chemical engineering, Ceramics and Composites, Salts, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Please note that technical editing may introduce minor changes to the text and/or graphics, which may alter content. The journal's standard Terms & Conditions and the Ethical guidelines still apply. In no event shall the Royal Society of Chemistry be held responsible for any errors or omissions in this Accepted Manuscript or any consequences arising from the use of any information it contains.
Published: 2020
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25. Induced Protic Behaviour in Aprotonic Ionic Liquids by Anion Basicity for Efficient Carbon Dioxide Capture

Author: Johan Jacquemin, Manuel Maréchal, Kenneth R. Seddon, Darius J. Yeadon, Natalia V. Plechkova, School of Chemistry and Chemical Engineering (QUILL), Queen's University [Belfast] (QUB), Physico-chimie des Matériaux et des Electrolytes pour l'Energie (PCM2E), Université de Tours, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université de Tours (UT), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Carboxylic acid, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, symbols.namesake, Polymer chemistry, Carboxylate, Physical and Theoretical Chemistry, Inductive effect, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, chemistry.chemical_classification, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, chemistry, 13. Climate action, Zwitterion, Ionic liquid, symbols, Hydroxide, Hydrogen–deuterium exchange, van der Waals force, 0210 nano-technology
Abstract: The interactions between aprotonic tetrabutylphosphonium carboxylate ionic liquids (ILs), [P4 4 4 4 ][Cn COO] (n=1, 2 and 7), and water were investigated. The cation-anion interactions occur via the α-1 H on [P4 4 4 4 ]+ and the carboxylate headgroup of the anion. Upon addition, H2 O localises around the carboxylate headgroups, inducing an electron inductive effect towards the oxygens, leading to ion-pair separation. Studies with D2 O and [P4 4 4 4 ][Cn COO] revealed protic behaviour of the systems, with proton/deuterium exchange occurring at the α-1 H of the cation, promoted by the basicity of the anion, forming an intermediate ylide. The greater influence of van der Waals forces of the [P4 4 4 4 ][C7 COO] system allows for re-orientation of the ions through larger interdigitation. The protic behaviour of the neat ILs allows for CO2 to be chemically absorbed on the ylide intermediate, forming a phosphonium-carboxylate zwitterion, signifying proton exchange occurs even in the absence of H2 O. The absorption of CO2 in equimolar IL-H2 O mixtures forms a hydrogen carbonate, through a proposed reaction of the CO2 with an intermediate hydroxide, and carboxylic acid.
Published: 2020
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26. Hydrothermal Synthesis of Aqueous-Soluble Copper Indium Sulfide Nanocrystals and Their Use in Quantum Dot Sensitized Solar Cells

Author: Leiriana A. P. Gontijo, Karl David Wegner, Wagner S Machado, Marco Antônio Schiavon, Calink I. L. Santos, Peter Reiss, Dmitry Aldakov, Jefferson Bettini, Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Brazilian Nanotechnol Natl Lab, Campinas, SP, Brazil, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ANR-16-CE09-0015,NEUTRINOS,Suivi des interactions biologiques par détection optique ultrasensible à base de nanoparticules(2016), and ANR-18-CE09-0039,FLUO,Synthèse en flux continu de quantum dots à base d'InP(2018)
Subjects: Materials science, Photoluminescence, Sulfide, General Chemical Engineering, Analytical chemistry, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, quantum dot sensitized solar cells, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Article, lcsh:Chemistry, aqueous quantum dots, Hydrothermal synthesis, General Materials Science, fractionation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, CIS, chemistry.chemical_classification, Photocurrent, Chalcopyrite, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Copper, 0104 chemical sciences, chalcopyrite, lcsh:QD1-999, chemistry, Quantum dot, visual_art, visual_art.visual_art_medium, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Indium
Abstract: A facile hydrothermal method to synthesize water-soluble copper indium sulfide (CIS) nanocrystals (NCs) at 150 &deg, C is presented. The obtained samples exhibited three distinct photoluminescence peaks in the red, green and blue spectral regions, corresponding to three size fractions, which could be separated by means of size-selective precipitation. While the red and green emitting fractions consist of 4.5 and 2.5 nm CIS NCs, the blue fraction was identified as in situ formed carbon nanodots showing excitation wavelength dependent emission. When used as light absorbers in quantum dot sensitized solar cells, the individual green and red fractions yielded power conversion efficiencies of 2.9% and 2.6%, respectively. With the unfractionated samples, the efficiency values approaching 5% were obtained. This improvement was mainly due to a significantly enhanced photocurrent arising from complementary panchromatic absorption.
Published: 2020
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27. Controlled O 2 reduction at a mixed-valent (II,I) Cu 2 S core

Author: Jacques Pécaut, Carole Duboc, Jordan Mangue, Stéphane Torelli, Stéphane Ménage, Clément Gondre, Catalyse Bioinorganique et Environnement (BioCE ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox Biomimétique (DCM - CIRE ), Département de Chimie Moléculaire (DCM), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox (DCM - CIRE ), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
Subjects: inorganic chemicals, Materials science, Reducer, 010405 organic chemistry, Kinetics, Metals and Alloys, Core (manufacturing), General Chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Catalysis, Oxygen reduction, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Reduction (complexity), Chemical engineering, Mixed valent, Materials Chemistry, Ceramics and Composites, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry
Abstract: International audience; Inspection of Oxygen Reduction Reactions (ORRs) using a mixedvalent Cu2S complex as a pre-catalyst revealed a tuneable H2O2 vs.H2O production under mild conditions by controlling the amountof sacrificial reducer. The fully reduced bisCuI state is the mainactive species in solution, with fast kinetics. This new catalyticsystem is robust for H2O2 production with several cycles achievedand opens up perspectives for integration into devices
Published: 2020
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28. Toward Nanotechnology-Enabled Approaches against the COVID-19 Pandemic

Author: Weiss, C., Carriere, M., Fusco, L., Capua, I., Regla-Nava, J. A., Pasquali, M., Scott, J. A., Vitale, F., Unal, M. A., Mattevi, C., Bedognetti, D., Merkoci, A., Tasciotti, E., Yilmazer, A., Gogotsi, Y., Stellacci, F., Delogu, L. G., Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), University of Trieste, University of Florida [Gainesville] (UF), La Jolla Institute for Immunology [La Jolla, CA, États-Unis], Electrical and Computer Engineering - Rice University, Rice University [Houston], University of Toronto, University of Pennsylvania [Philadelphia], Ankara University, Imperial College London, Sidra Medicine [Doha, Qatar], Institut Catala de Nanociencia i Nanotecnologia (ICN2), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)-Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), Houston Methodist Hospital [Houston, TX, USA], Drexel University, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), University of Padua, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Università degli studi di Trieste = University of Trieste, University of Pennsylvania, Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)-Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Università degli Studi di Padova = University of Padua (Unipd), The Royal Society, Commission of the European Communities, European Commission, Università degli Studi di Padova, Turkish Academy of Sciences, Generalitat de Catalunya, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Agencia Estatal de Investigación (España), European Research Council, Royal Society (UK), National Science Foundation (US), Agence Nationale de la Recherche (France), Pasquali, Matteo [0000-0001-5951-395X], Unal, Mehmet Altay [0000-0001-8607-5043], Mattevi, Cecilia [0000-0003-0005-0633], Merkoçi, Arben [0000-0003-2486-8085], Tasciotti, Ennio [0000-0003-1187-3205], Yilmazer, Açelya [0000-0003-2712-7450], Gogotsi, Yury [0000-0001-9423-4032], Stellacci, Francesco [0000-0003-4635-6080], Delogu, Lucia Gemma [0000-0002-2329-7260], Pasquali, Matteo, Unal, Mehmet Altay, Mattevi, Cecilia, Merkoçi, Arben, Tasciotti, Ennio, Yilmazer, Açelya, Gogotsi, Yury, Stellacci, Francesco, and Delogu, Lucia Gemma
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Drug Delivery Systems, Biomimetics, Pandemic, Environmental Microbiology, Nanotechnology, General Materials Science, acute respiratory syndrome, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Viral Vaccine, Vaccination, mxenes composite nanosheets, General Engineering, Masks, 021001 nanoscience & nanotechnology, 3. Good health, Nanomedicine, Viruses, Perspective, virus inactivation, Infectious diseases, graphene oxide, Cytokines, carbide mxene, 0210 nano-technology, Coronavirus Infections, COVID-19 Vaccines, Coronavirus disease 2019 (COVID-19), viral vectors, Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), Immunology, drinking-water, Pneumonia, Viral, Context (language use), 010402 general chemistry, photodynamic inactivation, Immunomodulation, Betacoronavirus, Humans, Computer Simulation, Nanoscience & Nanotechnology, Pandemics, Personal Protective Equipment, Nanomaterials, SARS-CoV-2, field-effect transistor, COVID-19, Viral Vaccines, Immune modulation, 0104 chemical sciences, drug-delivery, Disinfection, Photochemotherapy, Healthcare settings
Abstract: The COVID-19 outbreak has fueled a global demand for effective diagnosis and treatment as well as mitigation of the spread of infection, all through large-scale approaches such as specific alternative antiviral methods and classical disinfection protocols. Based on an abundance of engineered materials identifiable by their useful physicochemical properties through versatile chemical functionalization, nanotechnology offers a number of approaches to cope with this emergency. Here, through a multidisciplinary Perspective encompassing diverse fields such as virology, biology, medicine, engineering, chemistry, materials science, and computational science, we outline how nanotechnology-based strategies can support the fight against COVID-19, as well as infectious diseases in general, including future pandemics. Considering what we know so far about the life cycle of the virus, we envision key steps where nanotechnology could counter the disease. First, nanoparticles (NPs) can offer alternative methods to classical disinfection protocols used in healthcare settings, thanks to their intrinsic antipathogenic properties and/or their ability to inactivate viruses, bacteria, fungi, or yeasts either photothermally or via photocatalysis-induced reactive oxygen species (ROS) generation. Nanotechnology tools to inactivate SARS-CoV-2 in patients could also be explored. In this case, nanomaterials could be used to deliver drugs to the pulmonary system to inhibit interaction between angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptors and viral S protein. Moreover, the concept of “nanoimmunity by design” can help us to design materials for immune modulation, either stimulating or suppressing the immune response, which would find applications in the context of vaccine development for SARS-CoV-2 or in counteracting the cytokine storm, respectively. In addition to disease prevention and therapeutic potential, nanotechnology has important roles in diagnostics, with potential to support the development of simple, fast, and cost-effective nanotechnology-based assays to monitor the presence of SARS-CoV-2 and related biomarkers. In summary, nanotechnology is critical in counteracting COVID-19 and will be vital when preparing for future pandemics., L.G.D. acknowledges the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie Grant Agreement No. 734381 (CARBOimmap), and the University of Padua (Italy) DOR-2020. A.Y. is thankful to the Turkish Academy of Sciences (TUBA) for financial support under the young investigator programme. A.M. thanks funding by the CERCA programme/Generalitat de Catalunya and the Severo Ochoa Centres of Excellence programme and by the Spanish Research Agency (AEI, Grant No. SEV-2017-0706) given to ICN2. C.M. would like to acknowledge the award of funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (Grant Agreement No. 819069) and the award of a Royal Society University Research Fellowship (UF160539) by the UK Royal Society. Y.G. was supported by the U.S. National Science Foundation under Grant No. DMR-1740795. M.C. acknowledges the Labex SERENADE funded by the “Investissements d’Avenir” French Government program of the French National Research Agency (Grant No. ANR-11-LABX-0064) through the A*MIDEX project (Grant No. ANR-11-IDEX-0001-02).
Published: 2020
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29. Charge transfers and charged defects in WSe 2 /graphene-SiC interfaces

Author: Benjamin Grévin, Y. Almadori, Pascal Pochet, C. Vergnaud, Bérangère Hyot, C Paillet, Timotée Journot, M.-T. Dau, Yannick J. Dappe, Matthieu Jamet, Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Subjects: Materials science, Bioengineering, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Kelvin probe force microscopy, 01 natural sciences, law.invention, charge defect, chemistry.chemical_compound, non-contact atomic force microscopy, law, Monolayer, Tungsten diselenide, General Materials Science, Schottky-Mott model, Electrical and Electronic Engineering, Kelvin probe force microscope, [PHYS]Physics [physics], Graphene, Mechanical Engineering, graphene, charge transfer, General Chemistry, transition metal dichalcogenide, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electrostatics, 0104 chemical sciences, chemistry, Mechanics of Materials, Chemical physics, Density functional theory, van der Waals heterostructures, 0210 nano-technology, Bilayer graphene, Non-contact atomic force microscopy
Abstract: International audience; We report on Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM) and Density Functional Theory (DFT) investigations of charge transfers in vertical heterojunctions between tungsten diselenide (WSe2) layers and graphene on silicon carbide substrates. The experimental data reveal the existence of an interface dipole, which is shown by DFT to originate from the neutralization of the graphene n-doping by an electron transfer towards the transition metal dichalcogenide (TMD) layer. The relative vacuum level shift probed by KPFM between the TMD and the substrate stays constant when passing from monolayer to bilayer graphene, which confirms that the Schottky-Mott model can be rigorously applied to these interfaces by taking into account the charge transfer from the substrate to the TMD. DFT calculations show that the first TMD layer absorbs almost all the excess charges contained in the graphene, and that the second TMD layer shall not play a significant role in the electrostatics of the system. Negatively charged defect at the TMD edges contribute however to the electrostatic landscape probed by KPFM on both TMD layers.
Published: 2020
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30. A unified electrical model based on experimental data to describe electrical transport in carbon nanotube-based materials

Author: Jérôme Faure-Vincent, Jean Dijon, Yoann Dini, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Polynomial (hyperelastic model), Materials science, Fabrication, Condensed matter physics, 02 engineering and technology, Carbon nanotube, Chemical vapor deposition, Type (model theory), 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, law.invention, Luttinger liquid, law, Electrical resistivity and conductivity, Percolation, General Materials Science, Electrical and Electronic Engineering, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Understanding the electrical transport in carbon nanotube (CNT) materials is one key to reach very high electrical conductivities. All CNT material resistivity (ρ (T)) as function of the temperature are fully apprehended by their reduced activation $$W(T) = \frac{{d\ln (\rho )}}{{d\ln (T)}}$$ curves. Up to now, no model accurately fits W(T) curves, thus preventing from precisely describing the CNT material electrical transport. We present a new electrical transport model that perfectly fits all W(T) curves found in the literature and in our own data. CNT material resistivities are modeled by ρ(T)= ρ0(T−α + M(1 + βTγT2)). Our model has few enough parameters (α, M, β, γ) to relate them to the CNT physics. Below 70 K, we experimentally show that CNT material resistivity follows the Luttinger Liquid theory justifying the T−α term in our model. Above 70 K, the polynomial part becomes dominant and depends on the two different CNT fabrication techniques which lead to two very different yarn structures. For yarns made from floating catalyst chemical vapor deposition CNTs, the polynomial is explained by the percolation of metallic CNT walls. Whereas, the polynomial of yarns spun from CNT arrays is explained by the electrical transport in CNT bundles which are the basic building blocks of this type of yarns.
Published: 2020
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31. Impact of Morphology on Charge Carrier Transport and Thermoelectric Properties of N‐Type FBDOPV‐Based Polymers

Author: Alexandre Carella, Renaud Demadrille, Tamara Nunes Domschke, Wojciech Pisula, Serge Gambarelli, Martina Sandroni, Paweł Kubik, Benjamin Grévin, Pawel Veyre, Stéphanie Pouget, Tomasz Marszalek, Asma Aicha Medjahed, Olivier Bardagot, Universität Bern [Bern], Łódź University of Technology, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Institut Laue-Langevin (ILL), ILL, Service Général des Rayons X (SGX ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), ANR-16-CE05-0029,Harvesters,Récuperer l'energie thermique de l'environnement à l'aide d'un générateur thermoélectrique polymère pour alimenter un capteur autonome(2016), Universität Bern [Bern] (UNIBE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Subjects: chemistry.chemical_classification, Morphology (linguistics), Materials science, [CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 02 engineering and technology, Polymer, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Biomaterials, Organic semiconductor, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, chemistry, Chemical engineering, Thermoelectric effect, Electrochemistry, [SPI.MECA.THER]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph], [CHIM]Chemical Sciences, Charge carrier, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The impact of the chemical structure and molecular order on the charge transport properties of two donor–acceptor copolymers in their neutral anddoped states is investigated. Both polymers comprise 3,7-bis((E)-7-fluoro-1-(2-octyl-dodecyl)-2-oxoindolin-3-ylidene)-3,7-dihydrobenzo[1,2-b:4,5-b′]difuran-2,6-dione (FBDOPV) as electron-accepting unit, copolymerized with 9,9-dioctyl-fluorene (P(FBDOPV-F)) or with 3-dodecyl-2,2′-bithiophene(P(FBDOPV-2T-C12)). These copolymers possess an amorphous and semicrystalline nature, respectively, and exhibit remarkable electron mobilities of 0.065 and 0.25 cm2 V–1 s–1 in field effect transistors. However, after chemical n-doping with 4-(1,3-dimethyl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazol-2-yl)phenyl) dimethylamine (N-DMBI), electrical conductivities four orders of magnitude higher can be achieved for P(FBDOPV-2T-C12) (σ = 0.042 S cm−1). More charge-transfer complexes are formed between P(FBDOPV-F) and N-DMBI, but the highly localized polaronic states poorly contribute to the charge transport. Doped P(FBDOPV-2T-C12) exhibits a negative Seebeck coefficient of –265 μV K−1 and a thermoelectric power factor (PF) of 0.30 μW m−1 K−2 at 303 K which increases to 0.72 μW m−1 K−2 at 388 K. The in-plane thermal conductivity (κ|| = 0.53 W m−1 K−1) on the same micrometer-thick solution-processed film is measured, resulting in a figure of merit (ZT) of 5.0 × 10−4 at 388 K. The results provide important design guidelines to improve the doping efficiency and thermoelectric properties of n-type organic semiconductors.
Published: 2020
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32. Synthesis, photophysical properties and surface chemistry of chalcopyrite-type semiconductor nanocrystals

Author: Piotr Bujak, Peter Reiss, Patrycja Kowalik, Adam Pron, Davina Moodelly, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Warsaw University of Technology [Warsaw], ANR-16-CE09-0015,NEUTRINOS,Suivi des interactions biologiques par détection optique ultrasensible à base de nanoparticules(2016), and ANR-18-CE09-0039,FLUO,Synthèse en flux continu de quantum dots à base d'InP(2018)
Subjects: Photoluminescence, Materials science, Chalcopyrite, business.industry, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, law.invention, Colloid, Nanocrystal, Chemical physics, law, Photovoltaics, visual_art, Solar cell, Materials Chemistry, visual_art.visual_art_medium, [CHIM]Chemical Sciences, Molecule, 0210 nano-technology, Ternary operation, business
Abstract: Ternary and quaternary chalcopyrite-type nanocrystals of MIMIIIE2 and MIMIIIZnE2 type (MI = Ag, Cu; MIII = In, Fe; E = S, Se) and their core/shell structures have attracted a huge interest in the past decade because they combine size- and composition-tunable optical and electronic properties without relying on toxic elements such as Cd and Pb. These materials had been primarily studied as light harvesters in solar cell applications. However, in the form of colloidal nanocrystals, they exhibit remarkable photoluminescence properties in the visible and near infrared range. At the same time, the underlying emission mechanisms are distinctly different from those occurring in binary semiconductor quantum dots. Several models have been developed to explain the origin of the observed phenomena, in particular the line width broadening, large Stokes shifts and long photoluminescence lifetimes. This review first focusses on the current understanding of the optical properties of the title compounds. Next, an overview of the main synthesis methods is given, both in organic solvents and in the aqueous phase. In the second part, the surface chemistry and ligand exchange procedures are discussed. Finally, organic/inorganic hybrids of chalcopyrite nanocrystals with electroactive molecules are presented as well as their use in photovoltaics.
Published: 2019
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33. New approach for the molecular beam epitaxy growth of scalable WSe2 monolayers

Author: Christophe Licitra, C. Vergnaud, M.-T. Dau, Benjamin Grévin, Hanako Okuno, Matthieu Jamet, Alain Marty, SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), ANR-18-CE24-0007,MAGICVALLEY,Polarisation de vallée induite par couplage d'échange magnétique dans les matériaux 2D à grande échelle(2018), and ANR-10-LABX-0051,LANEF,Laboratory of Alliances on Nanosciences - Energy for the Future(2010)
Subjects: Diffraction, Materials science, Photoluminescence, Misorientation, Bioengineering, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, symbols.namesake, molecular beam epitaxy, Monolayer, General Materials Science, Electrical and Electronic Engineering, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, atomic force microscopy, electron microscopy, Mechanical Engineering, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 2D materials, 0104 chemical sciences, x-ray diffraction, Mechanics of Materials, Transmission electron microscopy, Chemical physics, symbols, Mica, van der Waals force, 0210 nano-technology, Molecular beam epitaxy
Abstract: The search for high-quality transition metal dichalcogenides mono- and multi-layers grown on large areas is still a very active field of investigation. Here, we use molecular beam epitaxy to grow WSe2 on 15 × 15 mm large mica in the van der Waals regime. By screening one-step growth conditions, we find that very high temperature (>900 °C) and very low deposition rate (
Published: 2020
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34. Pairing Cross‐Linked Polyviologen with Aromatic Amine Host Structure for Anion Shuttle Rechargeable Batteries

Author: Lionel Dubois, Franck Dolhem, Anne-Claire Gaillot, Thibaut Gutel, Philippe Poizot, Elise Deunf, Vincent Cadiou, Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), ARC-Nucleart CEA Grenoble (NUCLEART), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et des Agro-ressources - UMR CNRS 7378 (LG2A ), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (Nantes Univ - EPUN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et des Agro-ressources - UR UPJV 7378 (LG2A), Université de Picardie Jules Verne (UPJV), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: chemistry.chemical_classification, General Chemical Engineering, Aromatic amine, Viologen, Organic radical battery, 02 engineering and technology, Electrolyte, Overpotential, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electrochemistry, 01 natural sciences, Combinatorial chemistry, 0104 chemical sciences, Ion, Solvent, General Energy, chemistry, medicine, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Environmental Chemistry, General Materials Science, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, medicine.drug
Abstract: International audience; Electroactive organic compounds could bring new chemical opportunities to further improve existing electrochemical energy-storage technologies as they can be prepared from less-limited resources and potentially at low environmental footprint. Among the current explored research fields, the anion–ion cell configuration appears poorly investigated although quite promising to promote the fabrication of molecular (metal-free) rechargeable batteries. Herein, we report the synthesis and the electrochemical behavior of both Mg/Li salts of 2,5-(dianilino)terephthalate (MgDAnT and Li$_2$DAnT) and cross-linked polyviologen (c-PV$^{2+}$) that can reversibly uptake/extract anions at different working potentials, enabling the assembly of full anionic organic batteries. The reversible anion ingress in MgDAnT is however accompanied by solvent co-insertion from the electrolyte that provokes an overpotential effect during the first charge. Full anionic batteries pairing Li$_2$DAnT with c-PV$^{2+}$ were assembled giving rise to 0.7 V as output voltage with a specific capacity of 50 mAh per gram of Li$_2$DAnT.
Published: 2020
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35. Electron and Proton Transfers Modulate DNA Binding by the Transcription Regulator RsrR

Author: Juan C. Fontecilla-Camps, Océane Gigarel, Jean-Marie Mouesca, Jason C. Crack, Chia-Ying Huang, Nick E. Le Brun, Anne Volbeda, Clara Rinaldi, Ma Teresa Pellicer Martinez, Roman Rohac, Patricia Amara, Centre for Molecular and Structural Biochemistry, School of Chemistry, University of East Anglia, Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Paul Scherrer Institute (PSI), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), University of East Anglia [Norwich] (UEA), and ANR-18-CE11-0010,MANGO-ICING,Rôle des centres Fe-S dans les mécanismes de régulation de la transcription(2018)
Subjects: Iron-Sulfur Proteins, Protein Conformation, Regulator, Electrons, Protonation, Molecular Dynamics Simulation, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, Catalysis, chemistry.chemical_compound, Electron transfer, Colloid and Surface Chemistry, Bacterial Proteins, Transcription (biology), Histidine, [SDV.BBM.BS]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Structural Biology [q-bio.BM], Chemistry, Tryptophan, Chemical modification, DNA, General Chemistry, Streptomyces, 0104 chemical sciences, DNA-Binding Proteins, Dipole, [SDV.BBM.BS]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biomolecules [q-bio.BM], Mutation, Biophysics, Protons, Oxidation-Reduction, Protein Binding, Transcription Factors
Abstract: International audience; The [Fe2S2]-RsrR gene transcription regulator senses the redox status in bacteria by modulating DNA binding, while its cluster cycles between +1 and +2 states-only the latter binds DNA. We have previously shown that RsrR can undergo remarkable conformational changes involving a 100° rotation of tryptophan 9 between exposed (Out) and buried (In) states. Here, we have used the chemical modification of Trp9, site-directed mutagenesis, and crystallographic and computational chemical studies to show that (i) the Out and In states correspond to oxidized and reduced RsrR, respectively, (ii) His33 is protonated in the In state due to a change in its pKa caused by cluster reduction, and (iii) Trp9 rotation is conditioned by the response of its dipole moment to environmental electrostatic changes. Our findings illustrate a novel function of protonation resulting from electron transfer.
Published: 2020
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36. The biocompatibility of biofuel cells operating inside the body

Author: Abdelkader Zebda, Geraldine Penven, Gauthier Menassol, Jacques Thélu, Sarra El Ichi, François Boucher, Lionel Dubois, Jean-Pierre Alcaraz, Donald K. Martin, Philippe Cinquin, Alcaraz, Jean-Pierre, Systèmes Nanobiotechnologiques et Biomimétiques (TIMC-IMAG-SyNaBi), Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Physiologie cardio-Respiratoire Expérimentale Théorique et Appliquée (TIMC-PRETA ), Translational Innovation in Medicine and Complexity / Recherche Translationnelle et Innovation en Médecine et Complexité - UMR 5525 (TIMC ), Neurodégénérescence et Plasticité, [GIN] Grenoble Institut des Neurosciences (GIN), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Physiologie cardio-Respiratoire Expérimentale Théorique et Appliquée (TIMC-IMAG-PRETA)
Subjects: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Materials science, Biocompatibility, Bioelectric Energy Sources, Nanotechnology, Biocompatible Materials, 02 engineering and technology, Electrolyte, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Biochemistry, Catalysis, Electrolytes, Mice, 3T3-L1 Cells, Electrochemistry, Animals, Electrodes, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Power density, Chitosan, Bacteria, 021001 nanoscience & nanotechnology, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, 0104 chemical sciences, Nanostructures, Glucose, Energy density, Fuel cells, Current (fluid), 0210 nano-technology, Biofuel Cells
Abstract: In 1968 Wolfson et al. published the concept for producing energy inside the body using catalytic electrodes exposed to the body fluid as an electrolyte and utilising naturally occurring fuels such as glucose. Since then, the technology has advanced to enhance the levels of power using enzymes immobilised within three-dimensional bioelectrodes that are nanostructured. Current research in the field of enzymatic fuel cells is directed toward applying electrochemical and nanostructural expertise to increase the energy density, to increase the power density, to increase the operational stability, and to increase the voltage output. Nonetheless, biocompatibility remains the major challenge for increasing the life-time for implanted enzymatic biofuel cells. Here, we discuss the current issues for biocompatibility and suggest directions to enhance the design of biofuel cells so as to increase the life-time of implantation whilst maintaining sufficient performance to provide power for implanted medical devices.
Published: 2020
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37. Nano‐architectured composite anode enabling long‐term cycling stability for high‐capacity lithium‐ion batteries

Author: Pierre-Henri Jouneau, Samuel Tardif, Stéphanie Pouget, Sandrine Lyonnard, Eric De Vito, Diana Zapata Dominguez, Christopher L. Berhaut, Praveen Kumar, Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), Service Général des Rayons X (SGX ), European Project: 685716,H2020,H2020-NMP-2015-two-stage,SINTBAT(2016), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Amorphous silicon, Materials science, Silicon, Composite number, chemistry.chemical_element, Li-ion batteries, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biomaterials, chemistry.chemical_compound, active alloys, Nano, General Materials Science, lithium trapping, Graphite, composite anodes, General Chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Anode, hierarchical structures, chemistry, Chemical engineering, Electrode, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Lithium, 0210 nano-technology, Biotechnology
Abstract: International audience; Failure mechanisms associated with silicon‐based anodes are limiting the implementation of high‐capacity lithium‐ion batteries. Understanding the aging mechanism that deteriorates the anode performance and introducing novel‐architectured composites offer new possibilities for improving the functionality of the electrodes. Here, the characterization of nano‐architectured composite anode composed of active amorphous silicon domains (a‐Si, 20 nm) and crystalline iron disilicide (c‐FeSi2, 5–15 nm) alloyed particles dispersed in a graphite matrix is reported. This unique hierarchical architecture yields long‐term mechanical, structural, and cycling stability. Using advanced electron microscopy techniques, the nanoscale morphology and chemical evolution of the active particles upon lithiation/delithiation are investigated. Due to the volumetric variations of Si during lithiation/delithiation, the morphology of the a‐Si/c‐FeSi2 alloy evolves from a core‐shell to a tree‐branch type structure, wherein the continuous network of the active a‐Si remains intact yielding capacity retention of 70% after 700 cycles. The root cause of electrode polarization, initial capacity fading, and electrode swelling is discussed and has profound implications for the development of stable lithium‐ion batteries.
Published: 2020
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38. Unraveling the mechanism behind air instability in thin semiconducting polymer layers p-doped with molybdenum dithiolene complexes

Author: Raphael Clerc, Alexandre Pereira, Alexandre Carella, Olivier Bardagot, Anass Benayad, Renaud Demadrille, Tamara Nunes Domschke, Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Laboratoire Hubert Curien [Saint Etienne] (LHC), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire Hubert Curien (LHC), Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-16-CE05-0029,Harvesters,Récuperer l'energie thermique de l'environnement à l'aide d'un générateur thermoélectrique polymère pour alimenter un capteur autonome(2016)
Subjects: Materials science, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Electrical resistivity and conductivity, Materials Chemistry, Thiophene, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Absorption (electromagnetic radiation), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, chemistry.chemical_classification, Dopant, Mechanical Engineering, Doping, Metals and Alloys, Polymer, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0104 chemical sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Organic semiconductor, chemistry, Mechanics of Materials, Molybdenum, Physical chemistry, 0210 nano-technology
Abstract: Doping efficiency and stability are crucial requirements for the integration of doped organic semiconductors in optoelectronic devices. This work presents a detailed experimental study on the air stability of p-doped systems based on a low-bandgap polymer, poly[(4,8-bis-(2-ethylhexyloxy)-benzo(1,2-b:4,5-b’)dithiophene)-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexanoyl)-thieno[3,4-b]thiophene-)-2-6-diyl) (PBDTTT-c) doped with a strong molecular p-dopant, i.e. molybdenum tris[1-(trifluoroethanoyl)-2-(trifluoromethyl) ethane-1,2-dithiolene] (Mo(tfd-COCF3)3). The electrical conductivity and the optical absorption are measured for different dopant concentrations in argon atmosphere, and their variations monitored as a function of the air exposure time. The results indicate a clear instability under ambient air related to a dedoping process, which is particularly pronounced in ultra-thin (
Published: 2020
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39. Recent advances in uranyl binding in proteins thanks to biomimetic peptides

Author: Pascale Delangle, Aditya Garai, Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), and ANR-16-CE34-0003,TURBO,Toxicité de l'uranium: Approche multi-échelles du processus de biomineralisation dans les os(2016)
Subjects: chemistry.chemical_element, 010402 general chemistry, complex mixtures, 01 natural sciences, Biochemistry, Inorganic Chemistry, chemistry.chemical_compound, Oxidation state, Biomimetic Materials, Coordination Complexes, Organometallic Compounds, [CHIM]Chemical Sciences, Chelation, Binding site, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Nuclear fuel, 010405 organic chemistry, Chemistry, technology, industry, and agriculture, Actinide, Uranium, Uranyl, Combinatorial chemistry, Uranium Compounds, 0104 chemical sciences, Phosphoprotein, Peptides, Protein Binding
Abstract: Uranium is an element belonging to the actinide series. It is ubiquitous in rock, soil, and water. Uranium is found in the ecosystem due to mining and milling industrial activities and processing to nuclear fuel, but also to the extensive use of phosphate fertilizers. Understanding uranium binding in vivo is critical, first to deepen our knowledge of molecular events leading to chemical toxicity, but also to provide new mechanistic information useful for the development of efficient decorporation treatments to be applied in case of intoxication. The most stable form in physiological conditions is the uranyl cation (UO22+), in which uranium oxidation state is +VI. This short review presents uranyl coordination properties and chelation, and what is currently known about uranium binding to proteins. Although several target proteins have been identified, the UO22+ binding sites have barely been identified. Biomimetic approaches using model peptides are good options to shed light on high affinity uranyl binding sites in proteins. A strategy based on constrained cyclodecapeptides allowed recently to propose a tetraphosphate binding site for uranyl that provides an affinity similar to the one measured with the phosphoprotein osteopontin.
Published: 2020
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40. Optical Index Prism Sensitivity of Surface Plasmon Resonance Imaging in Gas Phase: Experiment versus Theory

Author: Cyril Herrier, Sophie Brenet, Yanxia Hou, Jonathan S. Weerakkody, Arnaud Buhot, Thierry Livache, Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), ANR-12-LABX-003, Agence Nationale de la Recherche, Délégation Générale pour l'Armement, Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives, Fondation Nanosciences, FUI WISE AAP21, Bpifrance, Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Structures et propriétés d'architectures moléculaire (SPRAM - UMR 5819), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Spr imaging, Materials science, business.industry, education, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Characterization (materials science), Gas phase, General Energy, Surface plasmon resonance imaging, Optical index, Optoelectronics, Sensitivity (control systems), Prism, Physical and Theoretical Chemistry, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; Recent advances in SPR-imaging detection in gas phase have led to the development of opto-electronic noses (opto-eNs) requiring the need for optical sensitivity characterization of such devices. Understanding of the optical contributions will have an implicit relevance on sensitivity enhancement of SPR-imaging in gas phase valuable to improve the performance of opto-eN and potentially open new applications as gas sensors. In this paper, we analyzed the optical contributions to the sensitivity of the SPR imaging prisms and potential insights into their contributing factors. We established a characterization method for the SPR prism sensitivity that is independent of the carrier gas considered. Then, by using this sensitivity parameter, the influence of two different kinds of adhesive layers, Cr and Ti, of the gold coated prisms were studied. Furthermore, we considered a theoretical model to rationalize our experimental results, which demonstrated the relevance of surface topography on the optical index 1 sensitivity. Those surface topographies were characterized experimentally and were implemented in the model free from any additional fitting parameters using a modified Maxwell-Garnet theory. Finally, the model was shown to predictively assess the experimentally measured effects of temperature on the prism sensitivity.
Published: 2020
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41. Comparative Study of the Electronic Structures of μ-Oxo, μ-Nitrido, and μ-Carbido Diiron Octapropylporphyrazine Complexes and Their Catalytic Activity in Cyclopropanation of Olefins

Author: Pascale Maldivi, Martin Clémancey, Alexander B. Sorokin, Jessica Barilone, Jean-Marc Latour, Lucie P. Cailler, Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon (IRCELYON), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Physiochimie des Métaux (PMB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Conception d’Architectures Moléculaires et Processus Electroniques (CAMPE ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ANR-16-CE29-0018,BICCCAT,Complexes de fer binucléaires pour réactions catalytiques difficiles(2016), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
Subjects: 010405 organic chemistry, Cyclopropanation, Quadrupole splitting, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, [CHIM.INOR]Chemical Sciences/Inorganic chemistry, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Inorganic Chemistry, [CHIM.THEO]Chemical Sciences/Theoretical and/or physical chemistry, Crystallography, chemistry.chemical_compound, Ethyl diazoacetate, chemistry, Mössbauer spectroscopy, [CHIM]Chemical Sciences, Reactivity (chemistry), Density functional theory, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Singlet state, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Physical and Theoretical Chemistry, Carbene, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience; The electronic structure of three single-atom bridged diiron octapropylporphyrazine complexes (FePzPr8)2X having Fe(III)-O-Fe(III), Fe(III)-N-Fe(IV) and Fe(IV)-C-Fe(IV) structural units was investigated by Mössbauer spectroscopy and density functional theory (DFT) calculations. In this series, the isomer shift values decrease, whereas the values of quadrupole splitting become progressively greater indicating the increase of covalency of Fe-X bond in the μ-oxo, μ-nitrido, μ-carbido row. The Mössbauer data point to low-spin systems for the three complexes, and calculated data with B3LYP-D3 show a singlet state for μ-oxo and μ-carbido and a doublet state for μ-nitrido complexes. An excellent agreement was obtained between B3LYP-D3 optimized geometries and X-ray structural data. Among (FePzPr8)2X complexes, μ-oxo diiron species showed a higher reactivity in the cyclopropanation of styrene by ethyl diazoacetate to afford a 95% product yield with 0.1 mol % catalyst loading. A detailed DFT study allowed to get insight into electronic structure of binuclear carbene species and to confirm their involvement into carbene transfer reactions.
Published: 2020
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42. Prelithiation of silicon/graphite composite anodes: Benefits and mechanisms for long-lasting Li-Ion batteries

Author: Christophe Vincens, Sandrine Lyonnard, Diana Zapata Dominguez, Christopher L. Berhaut, Yvan Reynier, Gilbert André Chahine, Nathalie Boudet, Nils Blanc, Cédric Haon, Daniel Tomasi, Willy Porcher, Stéphanie Pouget, Samuel Tardif, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Service Général des Rayons X (SGX ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CRG & Grands instruments (NEEL - CRG), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (SIMaP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), ANR-11-EQPX-0010,CRGF,Lignes synchrotron françaises à l'ESRF(2011), European Project: 685716,H2020,H2020-NMP-2015-two-stage,SINTBAT(2016), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and CRG et Grands Instruments (CRG)
Subjects: Materials science, Silicon, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Composite number, Energy Engineering and Power Technology, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, 0104 chemical sciences, Anode, chemistry, Chemical engineering, Phase (matter), Electrode, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], General Materials Science, Lithium, Graphite, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], 0210 nano-technology, Capacity loss
Abstract: International audience; Prelithiation of silicon/graphite-based composite anodes is a promising strategy to limit Li-ion battery capacity loss over long cycling. We report on the spontaneous-corrosion-driven-lithiation (SCDL) of lithium metal on the anode surface of a-Si/c-FeSi$_2$/graphite//LiNi$_{0·6}$Mn$_{0·2}$Co$_{0·2}$O$^2$ cells, and compare it to electrochemically-driven-lithiation (EDL). High cyclability performances are achieved, i.e. more than 1760 cycles at 100% depth-of-discharge with less than 11% capacity loss at C/2. To quantify the fate of the lithium supply over prolonged cycling and follow in situ the benefits of prelithiation, we perform simultaneous operando synchrotron wide-angle and small-angle X-ray scattering (WAXS/SAXS). By accessing both the graphite lithiation process (WAXS) and the nanostructural variations of the silicon phase (SAXS), we obtain a complete picture of the lithium repartition during lithiation/delithiation of the prelithiated anode. Results indicate that the additional lithium is stored in the silicon, which acts as a reservoir compensating for lithium trapping. The silicon phase therefore plays an essential role but without the detrimental effect of large volume variations. By design, SCDL leads to a more heterogeneous prelithiation compared to EDL given that only the electrode area directly in contact with the lithium metal is initially prelithiated. However, we show that during cycling the additional lithium is redistributed throughout the electrode by migrating into the silicon and, finally, the two methods yield equivalent systems, with similar electrode morphologies and a much increased cell performance over cycling. Prelithiation could therefore be used for the production of high energy density and highly stable Li-ion batteries, implementing the easily up-scalable SCDL process.
Published: 2020
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43. Thiolate-Capped Silver Nanoparticles: Discerning Direct Grafting from Sulfidation at the Metal–Ligand Interface by Interrogating the Sulfur Atom

Author: Isabelle Michaud-Soret, Marianne Marchioni, Aurélien Deniaud, Chiara Battocchio, Giulia Veronesi, Yves Joly, Silvia Nappini, Pascale Delangle, Christelle Gateau, Igor Píš, Biologie des Métaux (BioMet ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Università degli Studi Roma Tre = Roma Tre University (ROMA TRE), Surfaces, Interfaces et Nanostructures (NEEL - SIN), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), CNR Istituto Officina dei Materiali (IOM), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Elettra Sincrotrone Trieste, Groupe modélisation et chimie théorique (MCT ), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), Roma Tre University, Surfaces, Interfaces et Nanostructures (SIN), Consiglio Nazionale delle Ricerche [Roma] (CNR), Marchioni, Marianne, Battocchio, Chiara, Joly, Yve, Gateau, Christelle, Nappini, Silvia, Pis, Igor, Delangle, Pascale, Michaud-Soret, Isabelle, Deniaud, Aurélien, and Veronesi, Giulia
Subjects: ADSORPTION, Materials science, ANTIBACTERIAL ACTIVITY, Sulfidation, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, BINDING, DISSOLUTION, 010402 general chemistry, Photochemistry, 01 natural sciences, Silver nanoparticle, Metal, SURFACE-CHEMISTRY, SELF-ASSEMBLED MONOLAYERS, Molecule, Physical and Theoretical Chemistry, Ligand, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Grafting, Sulfur, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, General Energy, chemistry, BEAMLINE, visual_art, GOLD NANOPARTICLES, X-RAY, CYSTEINE, visual_art.visual_art_medium, 0210 nano-technology, Layer (electronics)
Abstract: International audience; Grafting thiol-bearing molecules at the surface of silver nano-particles (AgNPs) is a successful strategy to tune their optical and antibacterial properties. The capping layer generated from self-assembly of the ligands at the nanoparticle surface determines the range of possible applications of the resulting material. In particular, direct grafting of the thiol heads to surface Ag(I) can occur, with various hybridizations of the S atom, sp versus sp 3. Alternatively, a passivating Ag 2 S layer can form. We make use of S K-edge X-ray absorption near edge structure (XANES) and synchrotron-based X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to probe the metal−ligand interface in different thiol-capped AgNPs. The use of cryogenic conditions for XAS analyses reveals a peculiar spectral signature for thiolates chemisorbed on the AgNPs surface, unambiguously distinguished from that of Ag 2 S. Ab initio simulations of XANES spectra and XPS analyses are used to predict the grafting mode, suggesting that different ligand architectures promote slightly different proportions of sp/sp 3 sites, and a dramatic variability in the stability of the nanomaterial that can evolve toward either self-assembly or dissolution of the AgNPs.
Published: 2020
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44. A liver-targeting Cu(l) chelator relocates Cu in hepatocytes and promotes Cu excretion in a murine model of Wilson's disease

Author: Khémary Um, Elisabeth Mintz, Anaïs Pujol, Vincent Balter, Virginie Brun, Sylvain Bohic, Marie Monestier, Peggy Charbonnier, Doris Cassio, Amélie Harel, Martine Cuillel, Isabelle Pignot-Paintrand, Christelle Gateau, Aline Lamboux, Pascale Delangle, Biologie des Métaux (BioMet ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement (LGL-TPE), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des matériaux et du génie physique (LMGP ), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Interactions Cellulaires et Physiopathologie Hépatique [Orsay], Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Synchrotron Radiation for Biomedicine = Rayonnement SynchroTROn pour la Recherche BiomédicalE (STROBE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA), Etude de la dynamique des protéomes (EDyP ), Laboratoire de Biologie à Grande Échelle (BGE - UMR S1038), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement [Lyon] (LGL-TPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Subjects: 0301 basic medicine, Biophysics, [CHIM.THER]Chemical Sciences/Medicinal Chemistry, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, 010402 general chemistry, Bone canaliculus, 01 natural sciences, Biochemistry, Biomaterials, Excretion, 03 medical and health sciences, Mice, Hepatolenticular Degeneration, medicine, Animals, Chelation, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, Microscopy, Confocal, Chemistry, Metals and Alloys, Ceruloplasmin, Spectrometry, X-Ray Emission, [SDV.MHEP.HEG]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hépatology and Gastroenterology, Copper Chelation, medicine.disease, 3. Good health, 0104 chemical sciences, Cell biology, Wilson's disease, Disease Models, Animal, 030104 developmental biology, Mechanism of action, Chemistry (miscellaneous), Hepatic stellate cell, Hepatocytes, medicine.symptom, Intracellular, Copper
Abstract: Copper chelation is the most commonly used therapeutic strategy nowadays to treat Wilson’s disease, a genetic disorder primarily inducing a pathological accumulation of Cu in the liver. The mechanism of action of Chel2, a liver-targeting Cu(i) chelator known to promote intracellular Cu chelation, was studied in hepatic cells that reconstitute polarized epithelia with functional bile canaliculi, reminiscent of the excretion pathway in the liver. The interplay between Chel2 and Cu localization in these cells was demonstrated through confocal microscopy using a fluorescent derivative and nano X-ray fluorescence. The Cu(i) bound chelator was found in vesicles potentially excreted in the canaliculi. Moreover, injection of Chel2 either intravenously or subcutaneously to a murine model of Wilson’s disease increased excretion of Cu in the faeces, confirming in vivo biliary excretion. Therefore, Chel2 turns out to be a possible means to collect and excrete hepatic Cu in the faeces, hence restoring the physiological pathway.
Published: 2020
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45. Pyrimidine (6‐4) pyrimidone photoproducts in UVA‐irradiated DNA: photosensitization or photoisomerization?

Author: Thierry Douki, Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Pyrimidine, Photoisomerization, 010405 organic chemistry, Oligonucleotide, DNA damage, Organic Chemistry, Pyrimidine dimer, 010402 general chemistry, Photochemistry, 01 natural sciences, 3. Good health, 0104 chemical sciences, Analytical Chemistry, chemistry.chemical_compound, chemistry, Pyrimidone, A-DNA, Physical and Theoretical Chemistry, [SDV.BBM.BC]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biochemistry [q-bio.BM], DNA
Abstract: International audience; Formation of pyrimidine dimers in DNA is a major initiating event in the induction of skin cancer. Model experiments suggest that, upon absorption of UVA, one type of dimers induced by UVB, the pyrimidine (6‐4) pyrimidone photoproducts, photosensitizes the formation of mutagenic cyclobutane pyrimidine dimers by triplet ‐triplet energy transfer (TTET). We investigated whether this photoreaction actually took place when 64PP were located within a DNA duplex rather than added as external sensitizers like in available data. Our results show that this process is not detectable in DNA and double‐stranded oligonucleotides exposed to a combination of UVB and UVA. TTET could only be observed, as a very minor photoreaction, in a short single‐stranded oligonucleotide bearing a 64PP. It may be concluded that 64PP‐mediated TTET does not significantly contribute to UV‐induced DNA damage. In contrast, the photoisomerization of 64PP into their Dewar valence isomers is very efficient.
Published: 2020
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46. Safer-by-design biocides made of tri-thiol bridged silver nanoparticle assemblies

Author: Pascale Delangle, Marianne Marchioni, Pierre-Henri Jouneau, Aurélien Deniaud, Christelle Gateau, Wai Li Ling, Didier Leonard, Mireille Chevallet, Isabelle A.M. Worms, Thomas Gallon, Giulia Veronesi, Laura Carlini, Chiara Battocchio, Isabelle Michaud-Soret, Marchioni, Marianne, Veronesi, Giulia, Worms, Isabelle, Ling, Wai Li, Gallon, Thoma, Leonard, Didier, Gateau, Christelle, Chevallet, Mireille, Jouneau, Pierre-Henri, Carlini, Laura, Battocchio, Chiara, Delangle, Pascale, Michaud-Soret, Isabelle, Deniaud, Aurélien, Biologie des Métaux (BioMet ), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Groupe modélisation et chimie théorique (MCT ), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM), Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Surfaces, Institut des Sciences Analytiques (ISA), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Univ. Roma Tre, Dept. of Sciences, ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: chemistry.chemical_classification, Biocide, Silver, Metal Nanoparticles, Nanotechnology, 02 engineering and technology, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Silver nanoparticle, 0104 chemical sciences, Highly sensitive, Nanomaterials, Organic molecules, chemistry, Drug Stability, Drug Design, Thiol, General Materials Science, [SDV.TOX.ECO]Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Ecotoxicology, Sulfhydryl Compounds, 0210 nano-technology, No release, Disinfectants
Abstract: International audience; Silver nanoparticles (AgNPs) are efficient biocides increasingly used in consumer products and medical devices. Their activity is due to their capacity to release bioavailable Ag(I) ions making them long-lasting biocides but AgNPs themselves are usually easily released from the product. Besides, AgNPs are highly sensitive to various chemical environments that triggers their transformation, decreasing their activity. Altogether, widespread use of AgNPs leads to bacterial resistance and safety concerns for humans and the environment. There is thus a crucial need for improvement. Herein, a proof of concept for a novel biocide based on AgNP assemblies bridged together by a tri-thiol bioinspired ligand is presented. The final nanomaterial is stable and less sensitive to chemical environments with AgNPs completely covered by organic molecules tightly bound via their thiol functions. Therefore, these AgNP assemblies can be considered as safer-by-design and innovative biocides, since they deliver a sufficient amount of Ag(I) for biocidal activity with no release of AgNPs, which are insensitive to transformations in the nanomaterial.
Published: 2020
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47. Development of an optoelectronic nose based on surface plasmon resonance imaging with peptide and hairpin DNA for sensing volatile organic compounds

Author: Charlotte Hurot, Sara Gaggiotti, Raphael Mathey, Marcello Mascini, Jonathan S. Weerakkody, Yanxia Hou, Arnaud Buhot, Dario Compagnone, Universita degli studi di Teramo - University of Teramo [Italie] (UNITE), Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Università degli Studi di Teramo (UniTE), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: Materials science, Peptide, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Optoelectronic nose, Surface plasmon resonance imaging, chemistry.chemical_compound, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Materials Chemistry, [CHIM]Chemical Sciences, Volatile organic compounds, Electrical and Electronic Engineering, Instrumentation, chemistry.chemical_classification, business.industry, Binding properties, Metals and Alloys, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, Optoelectronics, Hairpin DNA, 0210 nano-technology, Selectivity, business, Peptides, DNA
Abstract: International audience; Nowadays, the analysis of volatile organic compounds (VOCs) is very important in various domains. For this, in the last decades, electronic noses have emerged as promising alternatives to traditional analytical methods. Nevertheless, their wide use is still limited by their performances such as low selectivity. Herein, we developed an optoelectronic nose using virtually screened peptides and hairpin DNA (hpDNA) with improved selectivity as sensing materials and surface plasmon resonance imaging (SPRi) as the detection system. Thanks to the complementarity of their binding properties towards target VOCs, the obtained optoelectronic nose has very good selectivity, being able to discriminate not only between VOCs of different chemical families, but also VOCs of the same family with only 1-carbon difference. We thus confirmed that computational virtual screening, which allows 'in silico' testing of VOC-peptide binding in a fast and low-cost way, is very promising for the selection of sensing elements with higher sensitivity and selectivity as well as great diversity. The combination of these sensing materials with SPRi is relevant for the development of optoelectronic nose with large sensor arrays and improved performances.
Published: 2020
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48. Implementation of data-cube pump–probe KPFM on organic solar cells

Author: Olivier Bardagot, Renaud Demadrille, Benjamin Grévin, Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Subjects: pump–probe configuration, Materials science, Organic solar cell, pump-probe configuration, Surface photovoltage, time-resolved measurements, time-resolved measurements 2, General Physics and Astronomy, Optical power, 02 engineering and technology, lcsh:Chemical technology, 010402 general chemistry, lcsh:Technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Kelvin probe force microscopy (KPFM), Full Research Paper, Polymer solar cell, law.invention, law, Solar cell, Nanotechnology, lcsh:TP1-1185, General Materials Science, Electrical and Electronic Engineering, lcsh:Science, Kelvin probe force microscope, bulk heterojunctions, [PHYS]Physics [physics], lcsh:T, business.industry, 021001 nanoscience & nanotechnology, lcsh:QC1-999, Cathode, 0104 chemical sciences, Active layer, Nanoscience, Optoelectronics, lcsh:Q, organic photovoltaics, 0210 nano-technology, business, lcsh:Physics, photocarrier dynamics
Abstract: An implementation of pump–probe Kelvin probe force microscopy (pp-KPFM) is reported that enables recording the time-resolved surface potential in single-point mode or over a 2D grid. The spectroscopic data are acquired in open z-loop configuration, which simplifies the pp-KPFM operation. The validity of the implementation is probed by measurements using electrical pumping. The dynamical photoresponse of a bulk heterojunction solar cell based on PTB7 and PC71BM is subsequently investigated by recording point-spectroscopy curves as a function of the optical power at the cathode and by mapping 2D time-resolved images of the surface photovoltage of the bare organic active layer.
Published: 2020
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49. Achieving visible light-driven hydrogen evolution at positive bias with a hybrid copper-iron oxide|TiO2-cobaloxime photocathode

Author: Florent Boudoire, Dmitry Aldakov, Laurent Cagnon, Edith Bellet-Amalric, Vincent Artero, C. Tapia, Kevin Sivula, Solar fuels, hydrogen and catalysis (SolHyCat), Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC), PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Micro et NanoMagnétisme (MNM), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Micro et NanoMagnétisme (NEEL - MNM), and ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017)
Subjects: Materials science, water, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, Photochemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Photocathode, Catalysis, law.invention, efficient, law, Etching, Environmental Chemistry, Calcination, si, cobaloxime, Photocurrent, cufe2o4 nanoparticles, h-2 evolution, [CHIM.CATA]Chemical Sciences/Catalysis, 021001 nanoscience & nanotechnology, Pollution, 0104 chemical sciences, Amorphous solid, electrodes, chemistry, 13. Climate action, organic-dye, 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Cobalt, performance, Visible spectrum, catalyst
Abstract: International audience; H-2 is an environmentally-friendly fuel that would allow for a circular economy but its sustainable production, e.g. from solar energy and water, remains a challenge. A hybrid CuFexOy|TiO2-CoHEC (CoHEC = chloro([4,4 '-bipyridine]-2,6-dicarboxylic acid)bis(dimethylglyoximato)cobalt(iii)) photocathode for hydrogen evolution reaction (HER), with faradaic efficiencies of 54-88%, is described, the preparation of which uses only non-toxic and Earth-abundant elements, avoids etching treatments and limits the use of organic solvents. The semi-conducting CuFexOy light absorber is obtained by sol-gel synthesis followed by calcination at moderate temperature. Grafting the CoHEC cobaloxime catalyst at its surface results in H-2 evolution with an onset photocurrent potential of +860 mV; this process being stabilized by the presence of a thin layer of amorphous TiO2 deposited onto CuFexOy.
Published: 2020
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50. Multi-scale quantification and modeling of aged nanostructured silicon-based composite anodes

Author: Widanalage Dhammika Widanage, Stéphanie Pouget, Christopher L. Berhaut, Lukas Helfen, David Aradilla, Sandrine Lyonnard, Samuel Tardif, Fereshteh Falah Chamasemani, Thomas Vorauer, Bernd Fuchsbichler, Selcuk Atalay, Pierre-Henri Jouneau, Roland Brunner, Stefan Koller, Praveen Kumar, Montanuniversität Leoben (MUL), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Département Interfaces pour l'énergie, la Santé et l'Environnement (DIESE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Leibniz Institute for New Materials (INM), Leibniz Association, Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), Service Général des Rayons X (SGX ), Varta Micro Innovation GmbH, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Warwick Manufacturing Group [Coventry] (WMG), University of Warwick [Coventry], European Project: 685716,H2020,H2020-NMP-2015-two-stage,SINTBAT(2016), and European Project: 875514,ECO2LIB
Subjects: Amorphous silicon, Technology, Materials science, MATERIALS RESEARCH, Alloy, Composite number, Li-ion batteries, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, 02 engineering and technology, tomography, engineering.material, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Biochemistry, lcsh:Chemistry, chemistry.chemical_compound, BATTERY MATERIALS, Phase (matter), Materials Chemistry, Environmental Chemistry, SAXS-WAXS, Nanoscopic scale, PHASE CONTRAST MICROTOMOGRAPHY, advanced characterization, General Chemistry, simulation, 021001 nanoscience & nanotechnology, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, 0104 chemical sciences, Anode, Characterization (materials science), lcsh:QD1-999, chemistry, BATTERY ELECTRODE, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], engineering, Lithium, 0210 nano-technology, ddc:600, LI IONIC CONDUCTORS
Abstract: Advanced anode material designs utilizing dual phase alloy systems like Si/FeSi2 nano-composites show great potential to decrease the capacity degrading and improve the cycling capability for Lithium (Li)-ion batteries. Here, we present a multi-scale characterization approach to understand the (de-)lithiation and irreversible volumetric changes of the amorphous silicon (a-Si)/crystalline iron-silicide (c-FeSi2) nanoscale phase and its evolution due to cycling, as well as their impact on the proximate pore network. Scattering and 2D/3D imaging techniques are applied to probe the anode structural ageing from nm to μm length scales, after up to 300 charge-discharge cycles, and combined with modeling using the collected image data as an input. We obtain a quantified insight into the inhomogeneous lithiation of the active material induced by the morphology changes due to cycling. The electrochemical performance of Li-ion batteries does not only depend on the active material used, but also on the architecture of its proximity. Alloy systems like Si/FeSi2 nano composites have great potential as stable anode materials in Li-ion batteries, but their characterization at different scales and throughout their ageing remains challenging. Here the authors use scattering and 2D/3D imaging techniques combined with modeling to elucidate morphology changes upon cycling of the anode.
Published: 2020
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