Certains polymères hydrophiles deviennent hydrophobes au-dessus d'une température critique, passant d'une conformation hydratée et gonflée en phase aqueuse à une phase plus condensée : ils sont dits thermosensibles. Une fois greffés à d'autres polymères, fonctions chimiques ou surfaces solides, ils peuvent trouver de nombreuses applications comme la filtration ou le stockage, le transport et la délivrance d'espèces chimiques ou pharmaceutiques. La référence en la matière est le poly N-isopropylacrylamide (PNIPAM) qui devient hydrophobe au-dessus de 32°C.

Dans de précédents travaux, une équipe de l'ICSM avait mis en évidence le potentiel des « nano-ions » pour augmenter la solubilité de détergents dans l'eau. Ces édifices multi-atomiques de taille nanométrique sont caractérisés par une très faible densité de charge électrostatique qui leur permet de s'adsorber spontanément sur des macromolécules ou des assemblages électriquement neutres, en milieu aqueux, une propriété qualifiée de « superchaotropie ».

En mélangeant du PNIPAM et des nano-ions de type polyoxométallates (POM), les chercheurs de l'ICSM ont découvert qu'il est possible de modifier sensiblement la température critique du Pnipam pour de faibles concentrations en nano-ions et d'induire l'auto-assemblage mixte POM/PNIPAM sous forme globulaire ou lamellaire. Ces assemblages n'avaient encore jamais été observés pour le PNIPAM. Dernier point : ces assemblages conservent une propriété de thermo-sensibilité et leur taille peut être modulée en jouant, par exemple, sur la longueur de la chaîne du polymère utilisé.

Cette découverte pourrait en principe s'appliquer à toutes sortes de polymères hydrophiles et de nano-ions, ce qui ouvre la voie à de nombreuses recherches, notamment en biologie.

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Université de Ratisbonne (Allemagne) et l'Institut Laue-Langevin (Grenoble).