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Une avancée en imagerie moléculaire parmi les découvertes de l’année de Québec Science

6 janvier 2022 | Audrey-Maude Vézina

Mise à jour : 6 janvier 2022

Un film mettant en vedette des fragments moléculaires en action parmi les 10 découvertes de l’année 2021 de Québec Science.

 L’associée de recherche Heide Ibrahim et le professeur François Légaré dans leur laboratoire.

L’associée de recherche Heide Ibrahim et le professeur François Légaré dans leur laboratoire. Photo : Josée Lecompte

Pour la première fois, l’associée de recherche Heide Ibrahim et le professeur François Légaré ont réussi à filmer en temps réel la réaction chimique au niveau moléculaire d’un phénomène appelé « itinérance » ou « roaming ». Seules des empreintes spectroscopiques de ce phénomène avaient été auparavant détectées, et c’était un peu comme observer les allées et venues d’une personne en se servant uniquement de ses empreintes digitales. Leur découverte a été retenue par le magazine Québec Science dans leur 29e édition des découvertes de l’année au Québec.

Dans le cadre de ces travaux, l’équipe a étudié la photodissociation du formaldéhyde (H2CO). Cette réaction fait l’objet d’intenses recherches expérimentales et théoriques, puisqu’elle joue un rôle important dans la chimie environnementale, interstellaire et de la combustion.

Les scientifiques ont démontré que des fragments itinérants d’hydrogène orbitaient autour des fragments d’HCO lors de cette réaction chimique. Ces résultats ouvrent une nouvelle perspective pour la détection de dynamiques moléculaires statistiques.


Un « road movie » moléculaire

Pour filmer les déplacements des fragments dans une molécule, l’équipe a utilisé une caméra spéciale capable de détecter le signal qui arrive à un endroit et à un moment aléatoires (le signal étant dispersé sur plusieurs ordres de grandeur temporels).

« C’est comme si nous ne pouvions filmer que des planètes dont la position et la trajectoire étaient connues alors que maintenant, nous pouvons filmer des étoiles filantes apparaissant n’importe quand, n’importe où et de manière extrêmement rapide. »

Heide Ibrahim, associée de recherche

Pour la science fondamentale, le processus d’itinérance est crucial en tant que réaction élémentaire. « Comprendre les détails de la réactivité est au centre de la compréhension de la chimie, avec des applications sociétales comme les sciences de la vie et de l’énergie. Nous sommes fiers que la portée de notre recherche soit reconnue parmi les 10 découvertes de l’année de Québec Science », souligne François Légaré.

Les travaux entourant cette découverte ont été publiés le 27 novembre 2020 dans la prestigieuse revue scientifique Science, sous le titre « Capturing roaming molecular fragments in real time ». Les membres chercheurs de l’INRS Tomoyuki Endo, Vincent Wanie, Samuel Beaulieu, Jude Deschamps et Philippe Lassonde, ainsi que Bruno E. Schmidt de l’entreprise few-cycle, ont contribué à l’étude. Simon P. Neville, Chen Qu, Hikaru Fujise, Mizuho Fushitani, Akiyoshi HishikawaPaul L. HoustonJoel M. Bowman et Michael S. Schuurman ont également participé aux travaux. Un article présentant la découverte de manière vulgarisée a également été publié dans la réputée revue scientifique Physics Today.

Consultez l’article Filmer des fragments de molécules « itinérants » en direct (par Joël Leblanc, Québec Science, janvier 2022).