GDR 3533 Edifices Moléculaires Isolés et Environnés

Présentation




09/07/2021


(English version below)

Le groupement de recherche « Edifices Moléculaires Isolés et Environnés » (EMIE) a pour mission de rassembler la communauté française des physicien(ne)s et chimistes travaillant sur des systèmes moléculaires de taille et de complexité variées, les objets d'étude pouvant être isolés en phase gazeuse mais aussi placés dans un environnement contrôlé. L'objectif principal des recherches menées au sein du réseau EMIE est d'améliorer la description et la compréhension de la matière aux échelles atomique et moléculaire. Autour des aspects fondamentaux de la physique moléculaire expérimentale et théorique, notre communauté est naturellement vouée à se développer et s'enrichir au contact de disciplines voisines (chimie, biologie) et à s'ouvrir à d'autres domaines aux impacts sociétaux importants (sciences de la vie, sciences de l'atmosphère et l'Univers, énergie).

EMIE est organisé autour de 2 thématiques transverses (Méthodologie expérimentale et instrumentation ; Approches théoriques) et en 4 axe interdisciplinaires (Atmosphères et Sciences de l'Univers ; Etats excités et énergie ; Biomolécules ; Effets d'environnements). Le bureau est composé de 13 chercheuses et chercheurs qui représentent la diversité thématique et le maillage géographique du GDR :


Les chercheuses et les chercheurs du GDR EMIE participent aux développements méthodologiques expérimentaux et théoriques permettant de caractériser les édifices moléculaires couvrant une vaste gamme de taille, notamment par voie spectroscopique résolue spectralement ou temporellement.

Pour les méthodes résolues en fréquence, les spectroscopies vibrationnelle et électronique sont les principales sources d'information sur les systèmes de grande taille. Nous avons vocation à élargir ce domaine de compétence aux méthodes de spectroscopie à haute résolution, permettant l'utilisation des signatures rotationnelles et rovibrationnelles, particulièrement robustes pour étudier les systèmes de petites et moyennes tailles.

Les transformations moléculaires étudiées explorent des échelles de temps variées allant des temps courts, pour traiter les dynamiques électronique et nucléaire induites par des excitations brèves et intenses (attosecondes-picosecondes), aux temps longs macroscopiques notamment caractéristiques des mécanismes de relaxation lente qui peuvent être étudiés en pièges ou anneaux de stockage.

Du point de vue de l'échelle spatiale, notre communauté couvre aussi un vaste domaine avec des études sur la réactivité hétérogène, les systèmes déposés, solvatés ou en matrice, ou encore les nanoparticules, en identifiant les contributions respectives de l'environnement et de l'objet d'étude.

Fédérée autour de la physique moléculaire fondamentale, notre communauté étend son domaine d'application vers des disciplines situées au-delà de ses propres frontières.

Dans le domaine des sciences de l'Univers, nos membres participent à la caractérisation d'édifices moléculaires pertinents pour les milieux astrophysiques et à l'étude des mécanismes impliqués dans la physique et la chimie des atmosphères. Notre expertise recouvre également l'étude des mécanismes de formation, de croissance ou la réactivité des aérosols, les effets d'environnement, notamment aux interfaces solides/gaz, jusqu'à la formation et le devenir des polluants.

En sciences de la vie, le GDR EMIE dispose d'un savoir-faire basé sur des développements en sciences analytiques, en instrumentation et en approches théoriques, qui a permis de tisser des liens forts à l'interface chimie-biologie. Des études sur l'influence de l'environnement, par exemple les effets d'hydratation sur les molécules biologiques, sont à développer dans ce domaine également.

En lien avec le domaine de l'énergie, nos études des états moléculaires excités peuvent s'appliquer à la dynamique de molécules photoréactives, et nous envisageons aussi d'aborder des questions concernant la stabilité des hydrates de gaz et des molécules d'asphaltènes environnées.


The research group Edifices Moléculaires Isolés et Environnés (EMIE, Isolated and Interacting Molecular Assemblies) brings together the French community of physicists and chemists working on molecular systems, and covering a wide range of size and complexity. The objects under scrutiny are either isolated in the gas phase or surrounded by a controlled environment. The main goal of the studies undertaken by EMIE members is to better describe and understand matter at the atomic and molecular scales. Building upon fundamental aspects of experimental and theoretical molecular physics, our community is naturally inclined to benefit from interactions with other disciplines (chemistry, biology) and to extend its fields of applications to other scientific domains with timely societal impacts (biology, atmospheric and universe sciences, energy).

EMIE is structured with 2 transverse themes (Experimental methods and instrumentation; Theoretical approaches) and 4 interdisciplinary domains (Atmospheric and Universe sciences; Excited states and energy; Biomolecules; Environment effects).

The steering committee is composed of 13 researchers who represent the thematic diversity and the geographical covering of the network:

Researchers from the EMIE network contribute to experimental and theoretical methodological developments to characterize molecular assemblies over a wide range of sizes, often by means of frequency- and time-resolved spectroscopic methods.

In the frequency domain, vibrational and electronic spectroscopy are our main source of information on large systems. These skills will be completed in the near future with high-resolution spectroscopy methods, which enable investigating rotational and rovibrational signatures which are particularly robust for studying small and mid-size systems.

We study molecular transformations such as short timescale electronic and nuclear dynamics induced by fast and intense excitations (atto/pico-seconds), and also much slower processes occurring at macroscopic timescales, for instance for slow relaxation mechanisms that can be studied in traps or storage rings. In terms of spatial environment, our community also covers a wide range of processes including heterogeneous reactivity, systems that are deposited, solvated or embedded in solid matrices, as well as nanoparticles, with the aim of disentangling the contributions of the environment and of the object itself.

While being structured around fundamental molecular physics and chemistry, our community also explores the application of its specific expertise beyond its own frontiers.

In the field of Universe sciences, we contribute to the characterization of molecular assemblies relevant in astrophysics, and to the study of mechanisms involved in atmospheric physics and chemistry. We can apply our expertise to aerosols formation, growth and reactivity, to environment effects, including solid/gas interfaces, and to the formation and evolution of molecular pollutants. In life sciences, our contribution is based on a strong history of developments in analytical sciences, instrumentation and theoretical approaches, which led the creation of strong connections at the biology-chemistry interface. Studies including environment influence, such as hydration effects on biomolecules, will be further developed in this field too.

In the domain of energy, our studies on excited molecular states can be applied to the dynamics of photoreactive molecules, and we also foresee addressing issues related to the stability of gas hydrates or solvated asphaltenes.



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