La cristallisation rapide à la surface des matériaux organiques expliquée

La croissance des cristaux à la surface libre des molécules organiques est connue pour être anormalement rapide, mais l’origine physique de ce comportement reste mal comprise.

Cette question présente un fort intérêt technologique : dans le domaine pharmaceutique, la cristallisation conditionne la stabilité et la toxicité des principes actifs, tandis que dans l’électronique organique, l’orientation moléculaire et la formation de défauts déterminent les performances et la durée de vie des dispositifs.

Cette étude montre que les molécules peuvent atteindre la structure ordonnée nécessaire à la formation de cristaux grâce à une série de très petits mouvements collectifs qui réorganisent les molécules. Fait important, ces mouvements restent actifs même à très basse température, dans des conditions où la mobilité moléculaire était traditionnellement considérée comme totalement figée. La manifestation expérimentale de ces mouvements est le slow Arrhenius process (SAP), un mécanisme moléculaire découvert en 2022 par le laboratoire du Prof. Napolitano à l’ULB. 

En reliant la cinétique d’organisation à un mécanisme moléculaire clairement défini, cette approche fournit des prédictions quantitatives et transférables pour le contrôle de la formation des cristaux dans les produits pharmaceutiques, les matériaux électroniques et les systèmes hybrides

L'équipe de recherche de l'Université libre de Bruxelles est notamment composée de Federico Caporaletti, Chargé de recherches FNRS et Martín Eduardo Villanueva, Chargé de recherches FNRS.