En combinant les microscopies électrochimique (SECM) et à force atomique (AFM) nous démontrons qu’il est possible de caractériser quantitativement les propriétés statiques et dynamiques de chaînes flexibles linéaires et nanométriques, de polyéthylène glycol (PEG) ou d’oligonucleotides (ADN), portant à une de leur extrémité une unité ferrocène (Fc), et attachées par leur autre extrémité sur un substrat d’or. Lorsqu’une microélectrode sonde, utilisée comme sonde combinée AFM-SECM [1] et portée à un potentiel suffisamment positif, est approchée in-situ de la surface d’or, les têtes ferrocènes portées par les chaînes sont oxydées en ferricénium puis subséquemment réduites au substrat. Ce mouvement de va-et-vient est contrôlé par la flexibilité des chaînes et se traduit par un courant de « positive feedback » SECM, jamais jusqu’alors mesuré au sein d’une monocouche moléculaire de chaînes de polymères greffées. Le modèle de diffusion élastique [2,3] permet de rendre quantitativement compte de ce phénomène, et d’accéder ainsi aux paramètres structuraux (épaisseur) et dynamique (coefficient de diffusion des têtes ferrocène) de la monocouche greffée. Au delà de l’acquisition des courbes d’approches, il est également possible d’enregistrer un voltamogramme des têtes ferrocène à la microélectrode-sonde, une fois celle-ci positionnée à l’intérieur de la couche de chaînes, accédant ainsi aux paramètres du transfert d’électron. Ce travail constitue l’une des très rares caractérisations expérimentales in-situ de la dynamique de chaînes courtes de polymères biologiques (ADN) ou biocompatibles (PEG) et ce à une échelle impliquant un nombre restreint d’environ 200 molécules [3,4]. [1] J. Abbou; C. Demaille; M. Druet ; J. Moiroux Anal. Chem., 74, 6355 (2002) [2] A.Anne, C. Demaille, J. Moiroux, J. Am. Chem. Soc., 121, 10379 (1999) [3] J. Abbou; A.Anne, C. Demaille, J. Phys. Chem. B, sous presse [4] J. Abbou, A. Anne, C. Demaille J. Am. Chem. Soc., 126, 10095 (2004)
Laboratoire d’Electrochimie Moléculaire, Université Paris 7