Université de Genève Faculté des Sciences Section de Chimie Département de Chimie Minérale, Analytique et Appliquée Rapport d activité 2004 What immortal hand or eye dare frame thy fearful symmetry? Reseau de liaisons hydrogènes formées par molécules d eau, anions bromures (brun) et cations benzimidazoles.
Table des matières 1. Introduction 2. Mission et activités du département 3. Personnel 4. Enseignement 5. Description et activités des groupes de recherche 6. Séminaires et conférences organisés en 2004 7. Congrès organisé en 2004 8. Thèses, travaux de diplôme et licences en 2004 9. Appareillage et compétences disponibles au département. 2
1. Introduction Nous résisterons à la tentation de suivre les amateurs des vins en classant l année 2004 comme une bonne, mauvaise ou grande année. Comme révélera la lecture de ce rapport le département a été très actif pendant cette année, et nous avons épargné au lecteur le détail de toutes les commissions, comités, collèges et autres assemblées folkloriques qui nous ont aussi occupés. Manque également dans ce rapport les détails des expertises que les membres du département fournissent, gratuitement, comme reviewer des manuscrits soumis au journaux nationaux et internationaux et qui doivent forcément rester anonymes, mais qui représentent un travail non-négligeable. L installation du nouveau programme suit son cours, avec, à la rentrée 2004, la troisième année des études du bachelor ou, pour employer la traduction française, du baccalauréat universitaire. L indisposition de notre collègue Jacques Buffle a posé des problèmes et je tiens à remercier le professeur Hermann van Leeuwen et le Dr Christian Staub qui ont bien voulu assumer la responsabilité du cours de chimie analytique de troisième année. La reforme des études de médecine nous a obligé de séparer l enseignement des étudiants en biologie et des étudiants en médecine, avec la création d un nouveau cours donné par le Dr Serge Stoll. Sur le plan matériel, le nouveau spectromètre RMN Bruker 400 MHz a été installé avec un minimum de problèmes, et fait le bonheur des groupes Piguet et Williams. L ancien spectromètre Gemini, toujours en état de marche, même s il ne correspondait plus aux exigences de la recherche moderne, a trouvé un refuge honorable dans les laboratoires d enseignement de l Ecole de Pharmacie Genève-Lausanne où il sera à la disposition des étudiants en pharmacie. Au niveau du personnel, Monsieur Jean-Pierre Senn a pris sa retraite après plus de trente ans au service du département comme technicien en chimie analytique. Pendant de nombreuses années c était un des piliers du pavillon des isotopes, où il régnait en maître sur l appareil à fluorescence aux rayons-x. Sa bonhomie nous manquera, et nous lui souhaitons une longue et heureuse retraite. Dr Vera Slaveykova a été nommé Professeur boursier du Fonds National à l Ecole Polytechnique de Lausanne et juin 2004, dans la Faculté d Ingénierie et Sciences de l Environnement. Mme Slaveykova a commencé sa recherche indépendante dans le groupe de Kevin Wilkinson et était déjà bénéficiaire d un crédit de recherche du Fonds National. Nous la félicitons pour cette nomination prestigieuse, et lui souhaitons bonne chance à l autre bout de l arc lémanique. Après la nomination de Katharina Fromm l année passée, l octroi d un deuxième poste de professeur boursier à une chercheuse du département nous donne l agréable impression d être une pépinière de jeunes talents, mitigée seulement par l observation que, à une époque où le rectorat souhaite la nomination de femmes professeures, nous travaillons plutôt pour le marché de l export. Je termine en remerciant l ensemble des collaborateurs du département pour leur engagement tout au long de l année écoulée. Alan Williams, directeur 3
2. Mission et activités du département Le Département de Chimie Minérale, Analytique et Appliquée est un des quatre départements de la section de Chimie de la Faculté des Sciences de l Université de Genève. Ses activités d enseignement comprennent : Au niveau propédeutique, l enseignement théorique et pratique de la chimie générale aux étudiants en biochimie, biologie, chimie, médecine, pharmacie et sciences de la Terre. Au niveau du bachelor en biochimie et chimie, l enseignement théorique et pratique de la chimie analytique et de la chimie minérale. Un cours de chimie des matériaux est suivi par les étudiants en chimie. Au niveau du diplôme le département offre une série de cours avancés dont plusieurs sont le reflet des activités des recherches du département. Ceux-ci comprennent la chimie de l environnement, les colloïdes et matière molle, la chimie supramoléculaire et la chimie minérale avancée. Une participation à l enseignement théorique et pratique du diplôme des sciences naturelles de l environnement Le département a actuellement sept groupes de recherches dont les activités sont détaillées plus tard dans le rapport. Les domaines couverts comprennent la chimie analytique, la chimie de l environnement, la chimie des colloïdes et des surfaces, la chimie de coordination et la chimie supramoléculaire. De nombreuses collaborations existent entre membres du département, ainsi qu avec des groupes de recherche en Suisse et à l étranger. En dehors de la formation des étudiants au niveau du bachelor, du diplôme, et du doctorat, le département accueille de nombreux visiteurs en stage post-doctoral, et assure la formation de plusieurs apprenti-laborants. 4
3. Personnel Professeurs Jan Augustynski (PT) Michal Borkovec (PO) Jacques Buffle (PO) Claude Piguet (PO) Alan Williams (PO, directeur) Maîtres d'enseignement et de recherche Dr Serge Stoll Dr Kevin Wilkinson Chargés de cours et Chargés d'enseignement Dr Jean-Pierre Barras, Givaudan SA Dr Laurent Cavin, Givaudan SA Dr Montserrat Filella Dr Urban Frey, HES Sion Dr Jean-Claude Landry, Dpt Intérieur, Agriculture, Environnement et Energie,Genève Dr Christian Staub, IUML-CMU Privat-docents Dr Claude Degueldre (PSI, Würenlingen) Dr Katharina Fromm (Université Bâle) Assistants doctorants, assistants docteurs, et maître-assistants Davide Alemani Dr Bruce Alexander Dr Mirka Bergamo Dusko Cakara Martine Cantuel Dr Karin Cenzual Dr Claire Chassagne Dr Carlos Da Silva Dr Silvia Diez Oliver Fernandez Dr Sébastien Floquet Dr Paolo Galletto Dr Cécile Gehin Christèle Girod Dr Estelle Gueneau Dr Peggy Gunkel Dr Josef Hamacek Dr Christel Hassler Katharina Isele Dr. Chantal Jorand-Sartoretti Dr Luke Kirwan Dr Joerg Kleimann Dr Sylvain Koeller Dr. Robin Morand Phi Hung Nguyen Stéphane Noël Dr Krzysztof Noworyta Dr Nadjet Ouali Linda Oukacine Dr Georg Papastavrou Ramon Pericet Camara Dr Alain Porquet Dr Igor Radchenko Alain Reinhardt Adeline Robin Jean-Michel Senegas Dana Simon Dr Vera Slaveykova Renata Solarska Dr Gilles Stupka Dr Shane Telfer Emmanuel Terazzi Borislav Todorovic Dr Stéphane Torelli Dr Martine Ulmann Serge Ulrich 5
Heliana Kola Dr Jérôme Labille Dr Luis Laglera Dr Abochem Laguecir Dr Wei Lin Dr Velusany Marapan Simon Verdan Yufei Wang Dr Kamil Wojciechowski Dr Xiao-Juan Yang Dr Kornelia Zeckert Secrétaires Mmes Odile Hirth Doris Keller Sandra Salinas Esther Schwarz Ingénieurs et collaborateurs techniques Bernard Bocquet François Bujard Benjamin Hernach Stéphane Jeanneret Hélène Lartigue Guy Lecoultre Dr Michel Martin Pierrette Max Xavier Melich Dr Nalini Parthasarathy Dr Michel Pelletier (détaché de l'inst. Méd. Légale) Mary-Lou Tercier-Waeber Dr Jean-Pierre Rivera Serge Rodak Jean-Pierre Senn 6
4. Enseignement du Département Cours ex cathedra donnés par le Département en 2004 Cours de première année Chimie générale pour chimistes, biochimistes (avec d autres départements de la Section) Chimie générale pour médecins, biologistes Chimie analytique pour pharmaciens Cours de deuxième année Chimie minérale I (chimistes et biochimistes) Chimie analytique I (chimistes et biochimistes) Cours de troisième année Chimie analytique II (chimistes et biochimistes) Chimie minérale II (chimistes) Chimie des matériaux (chimistes), dès la rentréé 2004, Colloïdes et polymères I Chimie de l environnement Cours de quatrième et cinquième année Chimie minérale III Chimie de l'environnement (avec exercices) Ecotoxicologie Génie chimique Colloïdes et interfaces II Thermodynamique statistique Radionucléides dans les eaux souterraines Cours de chimie de base appliquée à l environnement. Participation au Master intrafacultaire des sciences naturelles de l'environnement (MESNE) Cours de terrain en chimie et biologie du Lac Piora (MESNE). Enseignement pratique Travaux pratiques de première année Chimie Générale pour étudiants en Chimie et Biochimie (et exercices) Chimie Générale pour étudiants en Pharmacie Chimie Générale pour étudiants en Médecine, Biologie (et répétitoires) Chimie Générale pour étudiants en Sciences de la Terre (et exercices) Exercices Informatiques pour étudiants en Chimie et Biochimie Travaux pratiques de deuxième année Analyses biologiques médicales pour étudiants en Pharmacie Chimie minérale pour étudiants en Chimie et Biochimie Exercices de chimie analytique I Travaux pratiques de troisième année Chimie analytique Exercices de chimie analytique II pour étudiants en Chimie et Biochimie Travaux pratiques avancés TP du terrain en Sciences naturelles de l'environnement Chimie analytique et biodisponibilité 7
5. Activités des groupes de recherche Professseur Jan Augustynski Synthèse et caractérisation de films nanocristallins d'oxydes métalliques; étude de leurs propriétés photo-chimiques et électrochimiques; capteurs de gaz à base d'oxydes. Etude théorique et expérimentale du transfert dissociatif d'électrons (mécanismes concertés). Photoémission des métaux du groupe IB en solutions aqueuses; corrélation avec la spectroscopie Raman de surfaces. Collaboration avec d autres groupes de recherche - Dr H. Arakawa, National Institute of Materials and Chemical Research (NIMC), Tsukuba Japon. - Dr. A. Deronzier, Université J. Fourier, Grenoble, France - Prof. M. Graetzel, EPFL - Prof. G. Jerkiewicz, Queen s University, Canada - Dr R. Kostecki, LBL Université de Berkeley, Etats-Unis - Prof. M. Koudelka, Université de Neuchâtel - Dr C. Linkous, Florida Solar Energy Center, Etats-Unis - Prof. G. Silvestri et G. Filardo Université de Palerme, Italie - Dr J. Turner, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Etats-Unis - Participation aux activités et co-ordination des programmes de recherche de l'agence Internationale de l'energie: IEA Agreement on the Production and Utilisation of Hydrogen-Annex 14 Conférences - International Conference on Electrode Processes, Szczyrk, Poland, September 15-18, 2004 (invited lecture): Unusual Photoelectrochemical Behaviour of Mesoporous Titanium Dioxide Films, J. Augustynski - 2004 Joint International Meeting of the Electrochemical Society and Electrochemical Society of Japan, Honolulu, October 3-8, 2004 (oral presentation) Effect of Metal Ions on Photoelectrochemical Oxidation of Methanol and Formic Acid at Mesoporous TiO 2 Electrodes K. Noworyta and J. Augustynski - 55 th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry, Thessaloniki, September, 19-24, 2004 (poster) Two-Point Assembling of Benzo-15-crown-5 Appended Co(II) and Zn(II) Metalloporphyrins in Langmuir Films: Electrochemical Properties in Langmuir- Blodgett Films K. Noworyta, R. Marczak, W. Kutner, R. Chitta and F. D Souza - XIX th International Conference on Raman Spectroscopy, Gold Coast, Australia, August 2004 (oral present.) Electrochromic and Structural Characteristics of Mesoporous WO 3 Films Prepared by a Sol-Gel Method. B. D. Alexander, R. Solarska, J. Augustynski 8
- XIX th International Conference on Raman Spectroscopy, Gold Coast, Australia, August 2004 (poster) Modelling the Structure and Vibrational Spectra of Sulphonate Anions : Problems to Know and Overcome. B. D. Alexander Publications - M. Fedurco, J. Augustynski, C. Indiani, G. Smulevich, M. Antalik, M. Bano, E. Sedlak, M. C. Glascock, J. H. Dawson The Heme Iron Coordination of Unfolded Ferric and Ferrous Cytochrome c in Neutral and Acidic Urea Solutions. Spectroscopic and Electrochemical Studies BBA-Proteins Proteom, 1703, 31-41 (2004) - K. Noworyta, J. Augustynski Spectral Photoresponses of Carbon-doped TiO 2 Film Electrodes Electrochem. Solid St. 7, E31-E33 (2004) - B. D. Alexander, T. J. Dines Ab Initio Calculations of the Structures and Vibrational Spectra of Ethene Complexes J. Phys. Chem. A 108, 146-156 (2004) - B. D. Alexander, T. J. Dines Ab Initio Calculations and Normal Coordinate Analysis of Ruthenium Polypyridyl Complexes Inorg. Chem. 43, 342-350 (2004) - B. D. Alexander, J. A. Crayston, T. J. Dines A Resonance Raman and SERRS Spectroscopic Investigation of Nickel (II) Porphyrin Complexes Adsorbed at Electrochemical Interfaces. Phys. Chem. Chem. Phys. 6, 3576-3584 (2004) - R. Solarska, B. D. Alexander, J. Augustynski Electrochromic and Structural Characteristics of Mesoporous WO 3 Films Prepared by a Sol-gel Method. J. Solid State Electrochem. 8, 748-756 (2004) - B. D. Alexander, R. Solarska, J. Augustynski Electrochromic and Structural Characteristics of Mesoporous WO 3 Films Prepared by a Sol-Gel Method. Proceedings of the XIX th International Conference on Raman Spectroscopy, (Ed.: P. M. Fredericks, R. L. Frost and L. Rintoul), Csiro Publishing, Collingwood, Australia, 2004, 200. - B. D. Alexander Modelling the Structure and Vibrational Spectra of Sulphonate Anions : Problems to Know and Overcome. Proceedings of the XIX th International Conference on Raman Spectroscopy, (Ed.: P. M. Fredericks, R. L. Frost and L. Rintoul), Csiro Publishing, Collingwood, Australia, 2004, 613. 9
Thème de la recherche Groupe Prof. M. Borkovec (10-12 collaborateurs) Chimie physique et analytique des colloïdes et des polymères, processus d aggregation et déposition, forces d'interaction des surfaces, interaction des ions avec des polyélectrolytes et des surfaces. Application de ces notions fondamentales à la compréhension de l'environnement naturel aquatique et aux processus industriels. Collaboration avec d autres groupes de recherche - M. Elimelech, Department of Chemical Engineering, Yale University, New Haven, USA - E. Matijevic, Department of Chemistry, Clarkson University, Potsdam, USA - R. Iden, Polymer Laboratory, BASF, Ludwigshafen, Allemagne - B. Jönsson, Chemical Center, University of Lund, Lund, Suède - G. J. M. Koper, Laboratory of Physical Chemistry, University of Delft, Delft, Pays-Bas - P. Schurtenberger, Department of Physics, University of Fribourg, Fribourg - B. Spiess, Laboratoire de Pharmacologie, Université Louis-Pasteur, Strasbourg, France - W. H. van Riemsdijk, Department of Soil Science and Plant Nutrition, Wageningen Agricultural University, Wageningen, Pays-Bas - J. C. Westall, Department of Chemistry, Oregon State University, Corvallis, USA - M. Textor, Department of Materials, ETH, Zurich Conférences données sur invitation - European Postdoctoral Course on Speciation and Bioavailability, University of Geneva, Switzerland, February 23-27, 2004 Proton Binding and Charge Effects M. Borkovec - Department of Chemistry, Oregon State University, Corvallis, USA, April 26, 2004 Interaction of Protons with Small Molecules, Polyelectrolytes, and Interfaces M. Borkovec - Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, Alberta, Canada, April 28, 2004 Particle Aggregation in Colloidal Suspensions M. Borkovec - Workshop on Electrostatic Interactions and Biophysics, University of Minnesota, Minneapolis, USA, April 30-May 2, 2004 Interactions and Aggregation in Charged Colloidal Particle Suspensions M. Borkovec - 13th Ostwald Colloquium, BASF, Ludwigshafen, Germany, October 14-15,2004 Charging Properties of Aliphatic Polyamines and Their Effects on Colloidal Stability M. Borkovec - 20th Anniversary Meeting of the Swiss Polymer Group (PGS), ETH-Zentrum, Zurich, Switzerland, November 12, 2004 Charged Polymers in Solution and on Surfaces M. Borkovec - Geneva Chemistry Society, University of Geneva, Geneva, Switzerland, December 6, 2004 10
Polyelectrolytes: The Analytical and Physical Chemist's Challenge M. Borkovec - Biophysikalisches Institut der Universität Leipzig, Germany, January 31, 2004 Polyelectrolytes at Interfaces: Investigations by AFM G. Papastavrou - Laboratory for Surface Science and Technology, Biointerface-Group, Department of Materials, Institute of Technology, Zürich, Switzerland, May 10, 2004 Polyelectrolytes at Surfaces: Adsorption and Interaction Forces by AFM G. Papastavrou Conférences contribuées et posters - 1. Zsigmondy Kolloquium, May 1-2, 2004, Mainz, Germany Direct Force Measurements of Long-Range Interaction Forces between Charged Surfaces in Electrolyte Solutions (oral presentation) G. Papastavrou - Non-Equilibrium Colloidal Phenomena 2004, Cracow, Poland May 19-21, 2004 Long-Range Interaction Forces between Charged Surfaces in Electrolyte Solutions Studied by Direct Force Measurements (oral presentation) G. Papastavrou, L. Kirwan, A. Serr, R. Pericet Camara, and M. Borkovec - Non-Equilibrium Colloidal Phenomena 2004, Cracow, Poland May 19-21, 2004 Dendrimer Adsorption and the Random Sequential Adsorption Model: An AFM Study (oral presentation) G. Papastavrou, R. Pericet Camara, and M. Borkovec - Biomolekulare Grenzflächen"103. Bunsentagung" Technische Universität Dresden, Germany, May 20-22, 2004 Determination of Coagulation Rate Constants by Time Resolved Static and Dynamic Light Scattering Experiments: Pushing the Limits (poster) J. Kleimann, P. Galletto, and M. Borkovec - Biomolekulare Grenzflächen"103. Bunsentagung" Technische Universität Dresden, Germany, May 20-22, 2004 Tuning Aggregation Kinetics and Charging Behavior of Nanoparticles by Polyelectrolytes (poster) J. Kleimann, C. Gehin, P. Galletto, and M. Borkovec - The 3 rd International Conference on Interfaces Against Pollution, Jülich, Germany, 24-27 May, 2004 Aggregation Rate and Charging Behavior of Colloidal Silica Particles M. Kobayashi, P. Galletto, D. Cakara, and M. Borkovec (oral presentation) - 12 th Annual Meeting of the Swiss Group of Colloid and Interface Science (SGCIS) Polymers, Colloids and Interfaces in Food, Zurich, May 28, 2004 Deposition and Electrostatic Self-Organization of Dendrimers on Planar Surfaces Studied by AFM (oral presentation) R. Pericet-Cámara - 18 th Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS) Almerimar, (El Ejido), Spain, September 19-24, 2004 Interactions of Silica Surfaces with Adsorbed Polyethylenimine (PEI) Studied by the Colloidal Probe Technique (poster) R. Pericet-Cámara, G. Papastavrou, L. Kirwan, and M. Borkovec - 18 th Conference of the European Colloid and Interface Society (ECIS), Almerimar (El Ejido), Spain, September 19-24, 2004 11
Direct Force Measurements between Polyelectrolyte Coated Surfaces G. Papastavrou (oral presentation) - 13 th Ostwald Colloquim, Ludwigshafen, Germany, October 14-15, 2004 Heteroaggregation Rates and Form Factors of Asymmetric Particle doublets by Multi-Angle Static and Dynamic Light Scattering (poster) W. Lin, P. Galletto and M. Borkovec - Polyelectrolytes Polyelectrolyte, Villars September 26-30, 2004 Charging and Aggregation of Stöber Silica: Effect of Heat Treatment (poster) M. Skarba, M. Kobayashi, P. Galletto, and M. Borkovec - 20th Anniversary Meeting of the Swiss Polymer Group (PGS), ETH-Zentrum, Zurich, Switzerland, November 12, 2004 Role of Polyelectrolytes in Systems of Nanoparticles (poster) J. Kleimann, C. Gehin-Delval, and M. Borkovec - 20th Anniversary Meeting of the Swiss Polymer Group (PGS), ETH-Zentrum, Zurich, Switzerland, November 12, 2004 Polyelectrolyte Covered Surfaces: Long-Range Interaction Forces and Bridging of Single Molecules Measured by the Colloidal Probe Technique (poster) G. Papastavrou, L. Kirwan, R. Pericet-Camara, and M. Borkovec Publications - Kirwan L. J., Papastavrou G., Borkovec M., and Behrens S. H. Imaging the Coil-to-Globule Conformational Transition of a Weak Polyelectrolyte by Tuning the Polyelectrolyte Charge Density Nanoletters 4, 149-152 (2004) - Borkovec M. and Spiess B. Microscopic Ionization Mechanism of Inositol Tetrakisphosphates Phys. Chem. Chem. Phys. 6, 1144-1151 (2004) - Matijevic E. and Borkovec M. Surface and Colloid Science Kluwer Academic / Plenum Publishers, New York (edited book) Vol. 17, (2004) - Pericet-Camara R., Papastavrou G., and Borkovec M. An AFM Study of the Adsorption and Electrostatic Self-Organization of Poly(amido amine) Dendrimers on Mica Langmuir 20, 3264-3270 (2004) - Lin W., Galletto P., and Borkovec M. Charging and Aggregation of Latex Particles by Oppositely Charged Dendrimers Langmuir 20, 7465-7473 (2004) - Pericet-Camara R., Papastavrou G., Behrens S. H., and Borkovec M. Interaction between Charged Surfaces on the Poisson-Boltzmann Level: The Constant Regulation Approximation J. Phys. Chem. B, 108, 19467-19475 (2004) - Borkovec M., Hamacek J., and Piguet C. Statistical Mechanical Approach to Competitive Binding of Metal Ions to Multi-Center Receptors Dalton. Trans. 4096-4105 (hot article) (2004) - Shen C., Beer J., Kubik P.W., Suter M., Borkovec M., and Liu T.S. Grain Size Distribution, 10 Be Content and Magnetic Susceptibility of Micrometer Nanometer Loess Materials. Nuclear Instrum. Meth. Phys. Res. B, 223-224, 613-617 (2004) 12
- Kuad P., Borkovec M., Desage-El Murr M., Le Gallo T., Mioskowski C., and Spiess B. Inframolecular Protonation Process of Norbadione A: Influence of the Ionic Environment and Stereochemical Consequences J. Amer. Chem. Soc. 127, 1323-1333 (2004) - Krass H., Papastavrou G. and Kurth, D.G. A Polyelectrolyte Bearing Metal Ion Receptors and Electrostatic Functionality for Layer-by-Layer Self-Assembly Macromol. Symp. 210, 311-319 (2004) - Ahrens H., Papastavrou G., Schmidt M. and Helm C.A. Synchroton X-Ray Diffraction and Reflection Studies of a Polymacromonomer Monolayer at the Air-Water Interface: Transition from Aligned Single Molecules to Homogenous Layer J. Phys. Chem B 108, 7080-7091 (2004) - Ahrens H., Büscher K., Eck D., Förster S., Luap C., Papastavrou G., Schmitt, J., Steitz R. and Helm C.A. Poly(Styrene Sulfonate) Self-Organization: Electrostatic and Secondary Interactions Macromol. Symp. 211, 93-106 (2004) Voir aussi deux publications associées avec le groupe Piguet Visites scientifiques au laboratoire - Dr. Svetlana Gourianova et Dr. Michael Kutschera, BASF, Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Germany, Preparation of Colloidal Probes and Direct Force Measurements, January 26-30, 2004 - Dr. Yaqian Liu, BASF, Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Germany, Potentiometric Titrations, August 17-29, 2004 - M. Kai Loon Chen, Department of Chemical Engineering, Yale University, New Haven, USA - September 13 - October 2, 2004 - Dr. Fabiano Assi, Mme Stephanie Pasche, Department of Materials, ETH, Zurich, Preparation of colloidal probes and direct force measurements, November 29-30, 2004 Groupe Prof. J. Buffle ( ~9 collaborateurs) Etude des processus physico-chimiques qui influencent la circulation des composés traces (vitaux ou toxiques) dans les milieux aquatiques (sols, sédiments, eaux) et leur biodisponibilité pour les microorganismes. Ces études concernent en particulier les processus de complexation des métaux par les complexants naturels et le rôle de ces processus sur les flux de métaux dans les écosystèmes. Développement de microsenseurs bioanalogiques et sondes pour effectuer des mesures in situ de concentration et gradiens de concentration de composés traces et de leur spéciation sans perturbation dans les eaux et aux interfaces sédiment-eau. Développements techniques et conceptuels de nouveaux senseurs pour la mesure de paramètres spécifiques liés à la biodisponibilité des composés vitaux et toxiques. Collaboration avec d autres groupes de recherche 13
- Prof. B. Chopard, Université de Genève - Prof. L. Sigg, EAWAG/ZH - Prof. M. Koudelka, Université de Neuchatel - Prof. H.P. van Leeuwen, Université de Wageningen/NL - Prof. A. Tessier, Prof. PGC Campbell, INRS-Eau,/Québec - Prof. W. Davison, Université De Lancaster/UK - Prof. D. Turner, Université de Goteborg/S - Dr. M. Rinaudo, CERMAV-Grenoble/F - Dr E. Achterberg, Université de Plymouth/UK - Dr. R. Town, Université de Belfast/UK - Prof. J. Galceran, Université de Lleida/E - M. F. Graziottin, Idronaut Srl-Milano/I - Dr. G. Batley, CSIRO, Sydney/AU - Prof. D. de Beer, Max Planck Institut, Bremen/D Conférences données sur invitation - Center of Excellence in Analytical Chemistry, Zurich, 17 June 2004 Chemical Sensors for Metal Bioptake and Environmental Impact Measurements J. Buffle - 1st International Workshop on Aquatic Colloids 2004, Birmingham, 24-25 September 2004 The most frequently encountered environmental colloids M. Filella - EAWAG, Dübendorf, 15 October 2004 Interdisciplinary approaches to the understanding of antimony behaviour in aquatic systems M. Filella - European Workshop on: Sensor development for routine prediction of metal biouptake in freshwaters and soil solutions. Wageningen-NL, November 2, 2004 (inv. lecture). Development and Application of Technologies for In situ Simultaneous Monitoring of Trace Metal Speciation and Bio-physicochemical Master Variables M.-L. Tercier-Waeber. - Amt für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft des Kantons Bern, Berne, 4 novembre 2004 Ökosystem Brienzersee. Verminderte Beseitigung mineralischer Partikel M. Filella - LEM (Laboratoire Environnement et Minéralurgie), Nancy, France, 3 décembre 2004 Étude de la taille, de la composition et de la dynamique des colloïdes du lac de Brienz (Suisse) V. Chanudet et M. Filella Communications et Posters - 6th SINQ Users' Meeting, 2004, PSI-Villigen, Switzerland, January 1, 2004 Study of Azacrown Ether-Fatty Acid Structure at Organic-Aqueous Interface (oral presentation) K. Wojciechowski, S. Rentsch, J. Buffle, M. Gupta, T. Gutberlet 14
- XXV Jornadas Chilenas de Química, Antofagasta, Chile, 6-9 January 2004 Comportamiento diagenético de algunas especies químicas en la laguna Carén (Santiago) J. Pizarro, M.A. Rubio, A. Matta and M. Filella - Oceanology 2004 Exhibition, London UK, March 16-19, 2004 (poster). Multi Physical-Chemical Profiler for Remote In situ Monitoring of Trace Metal Speciation and Master Variables. F. Graziottin, M.-L. Tercier-Waeber, F. Confalonieri, G. Riccardi, A. Sina, S. Noël, O. Guenat, J. Buffle, M. Koudelka-Hep. - 227th American Chemical Society Meeting, 2004, Anaheim, USA, March 28 April 1, 2004 Theoretical Investigation of the Uranyl Salophene Affinity to Anions (oral presentation) K. Wojciechowski, M. Brynda, T.A. Wesolowski - Fall meeting of Swiss Chemical Society 2004, Zuerich, Switzerland, April 10, 2004 Inverted micelles of the azacrown ether studied by fluorescent probe technique (poster) K. Wojciechowski, S. Kehrli, J. Buffle - BIOSPEC meeting, University of Lancaster UK, 18 24 April, 2004 Cu(II)-Fulvic acids binding study with Hollow Fiber Supported Liquid Membrane Nalini Parthasarathy, Peggy Gunkel. - Bubble and Drop Interfaces 2004, Genova, Italy, April 25 April 28, 2004 An interaction of azacrown ether with fatty acid at the liquid-liquid interface and its consequences for the Cu(II) transfer through the interface (oral presentation) K. Wojciechowski, J. Buffle, R. Miller - EUROCEAN 2004 : Marine Sciences & Ocean Technology. Galway Ireland, May 10-13, 2004 (poster) In-situ Automated Monitoring of Trace Metal Speciation in Estuaries and Coastal Zones in Relation with the Biogeochemical Processes M.-L. Tercier-Waeber, F. Graziottin, D. Turner, E.P. Achterberg, G. Scarponi, J. Buffle, M. Koudelka-Hep M. - EnviroAnalysis 2004, Toronto, Canada, May 17-21, 2004 (oral present.) Carrier assisted permeation liquid membrane device (PLM) for speciation studies under natural water conditions N. Parthasarathy, M. Pelletier and J. Buffle - 1. Symposium International sur les Phénomènes Electrocinétiques, Pittsburgh, USA, Juin 2004 Electrokinetics of Electron Conducting Surfaces and Ion Permeable Surface Layers: Theory and Experiments (Oral presentation) J. Duval - Gordon Research Conference on Environmental Sciences: Water, Holderness School, Plymouth, New Hampshire, 27 June - 2 July 2004 A step forward in the understanding of antimony behaviour in aquatic systems M. Filella - IV Iberian Conference of Limnology, Porto, Portugal, 5-9 July 2004 Sediment diffusive fluxes of chemical species of contrasting chemical characteristics in a meromictic freshwater body J. Pizarro, M. Filella, J.-L. Loizeau, A. Matta, M.A. Rubio and D.Vignati - SIMU 2004 - Bridging the scales, Genova, Italy, 29-31 August 2004 Modelling colloidal matter circulation in natural aquatic systems: from microscopic 15
to macroscopic processes M. Seijo, J. Duval, S. Stoll, M. Filella and J. Buffle - ExTech 2004, Leipzig, Germany, September 6-8, 2004 (oral present.) Permeation liquid membrane for trace metal speciation studies in natural waters : comparative studies of Cd(II) and Cu(II) transport in the presence of complexing ligands N. Parthasarathy, M. Pelletier, H. Kola and J. Buffle - SCS Fall meeting 2004, Zürich, Switzerland, October 7, 2004 The use of permeation liquid membrane as a multi-element preconcentration device for trace metal speciation measurements in natural waters. Comparative transport studies of Cu and Cd in the presence of complexing ligands N. Parthasarathy, M. Pelletier and J. Buffle - Biospec meeting, Wageningen, NL, 31 October 2 November, 2004 Capabilities and constraints of a Flow-Through Permeation Liquid Membrane Peggy Gunkel-Grillon. Publications - Parthasarathy N., Pelletier M., Buffle J. Permeation liquid membrane for trace metal speciation in natural waters: transport of liposoluble Cu(II) complexes. J. Chromatography A 1025, 33-40 (2004) - Salaün P., Berdondini L., Bujard F., Koudelka-Hep M. and Buffle J. Integrated microanalytical system coupling Permeation Liquid Membrane and Voltammetry for Trace Metal Speciation. Technical description and Optimisation. Electroanalysis, 16 811-820 (2004) - Salaün P. and Buffle J. Integrated microanalytical system coupling Permeation Liquid membrane and voltammetric detection for trace metal speciation. Theory and applications. Anal. Chem., 76 31-39 (2004) - Salaün P., Josserand J., Girault H.H., J. Morandini and Buffle J. Numerical simulations of linear scan anodic stripping voltammetry at a modified square array of hemispherical microelectrodes located in a thin-layer cell. J. Electroanal. Chem. 566 147-158 (2004) - Fatin-Rouge N., Startchev K., Buffle J. Size effects on diffusion processes within Agarose gels Biophysical J. 86 2710-2719 (2004) - Slaveykova V. I., Parthasarathy N., Buffle J., Wilkinson K.J. Permcation liquid membrane as a tool for monitoring bioavailable Pb in natural waters Sci. Tot. Env. 328 55-68 (2004) - Wojciechowski K., Buffle J. The interaction of azacrown ether with faty acid in non polar solvents and at the organic-aqueous interface Biosensors and bioelectronics 20 1051-59 (2004) - M. Brynda, T.A. Wesolowski, K. Wojciechowski Theoretical investigation of the anion binding affinities of the uranyl salophene complexes J. Phys. Chem. A, 108, 5091-5099 (2004) - H. Kola, L.M. Laglera., N. Parthasarathy and K.J. Wilkinson Cadmium adsorption by Chlamydomonas reinhardtii and its interaction with Cell 16
Wall Proteins Environ. Chem. 1(3), 172-179 (2004) Groupe Prof. C. Piguet (8-10 collaborateurs) Chimie supramoléculaire des éléments 4f: Synthèses multi-étapes de récepteurs organiques organisés pour la complexation des cations lanthanides. Modélisation thermodynamique de la formation d assemblage multimétalliques. Développement de senseurs luminescents autoassemblés à l'état solide et en solution. Préparation de cristaux liquides luminescents et magnétiquement actifs. Développement théoriques et applications de sondes moléculaires paramagnétiques pour la résonance magnétique nucléaire Collaboration avec d autres groupes de recherche - Dr. A.-M. Albrecht, Université de Strasbourg, France - Dr G. Bernardinelli, Université de Genève - Prof. M. Borkovec, Université de Genève - Prof. J.-C.G. Bünzli, EPFL, Lausanne - Dr P. Delangle, CEA Grenoble, France - Prof. R. Deschenaux, Université de Neuchâtel - Dr B. Donnio, Institut de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg, France - Prof. D. Guillon, Institut de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg, France - Prof. G. Hopfgartner, Université de Genève - Prof. A. Hauser, Université de Genève - Dr D. Jeannerat, Université de Genève - Dr P.-Y. Morgantini, Université de Genève - Prof. J. P. Riehl, MTU, Michigan, Etats-Unis - Prof. J. Weber, Université de Genève Conférences données sur invitation - 227th ACS National Meeting, 28.03-01.04.2004, Anaheim, CA, USA Luminescence as a Probe of Phase Transitions in Lanthanide-containing Mesogens J.-C. G. Bünzli, D. Imbert, S. Suarez, E. Terazzi, C. Piguet - 227th ACS National Meeting, 28.03-01.04.2004, Anaheim, CA, USA Extending Lifetimes of Lanthanide-based NIR Emitters (Nd, Yb) in the Millisecond Range through Cr(III) sensitization in discrete bimetallic edifices M. Cantuel, D. Imbert, J.-C. G. Bünzli, G. Bernardinelli, C. Piguet - University of Basle, 24.06.2004, Switzerland Self-Assembly of Nanoscale Polymetallic Lanthanide Helicates: New Words for Old Concepts C. Piguet th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Cr III in self-assembled heterobimetallic podates : versatility of intermetallic communications with Ln III ions M. Cantuel, G. Bernardinelli, D. Imbert, J.-C. G. Bünzli, G. Muller, J. P. Riehl, C. Piguet th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Controlling functionalities in 4f-4f and 4f-3d polymetallic edifices J.-C. G. Bünzli, C. Piguet 17
th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Self-assembly of [Ln x Ln a-x (Li) 3 ] 3a+ and their thermodynamic interpretation K. Zeckert, A. Pinto, C. Piguet - Université de Versailles, 17.09.2004, France Auto-Assemblages d Hélicates Polymétalliques à l Echelle Nanométriques, ou Quand la Sémantique cache les Concepts C. Piguet - Autumn Assembly Swiss Chemical Society, 2004, Zürich Lanthanide-containing Metallomesogens. Mesomorphism Tuned by the Size of the Lanthanide Metal Ions E. Terazzi, G. Bernardinelli, J.-P. Rivera, B. Donnio, D. Guillon, D. Imbert, J.-C. G. Bünzli, C. Piguet - Ecole Normale Supérieure de Paris, 20.12.2004, Paris, France Self-Assembly of Nanoscale Polymetallic Lanthanide Helicates: A Novel Semantics for Old Concepts C. Piguet Communications et Posters th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Metallomesogens with Extended Bent tridentate Receptors. Mesomorphism Tuned by the Size of the Lanthanide Metal Ions E. Terazzi, G. Bernardinelli, J.-P. Rivera, B. Donnio, D. Guillon, D. Imbert, J.-C. G. Bünzli, C. Piguet th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Ru(II) as a Novel Labile Partner in Thermodynamic Self assembly of Heterobimetallic Tris-helicates Containing Lanthanide Ions S. Torelli, G. Bernardinelli, S. Delahaye, A. Hauser, C. Piguet th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Covalent Tripod Combined with Helically Twisted Unsymmetrical Tridentate Bindings Units for Lanthanide Complexation J.-M. Senegas, C. Piguet th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Paramagnetic NMR Shift Analysis Methods as a Tool for Investigating the Solution Structures of Homo- and Heterobimetallic Helicates J. Hamacek, J.-P. Rivera, C. Piguet th - XXXVI International Conference on Coordination Chemistry, 18-23.7.2004 Merida, Mexico Extended Covalent Tripods: Toward Directional Bimetallic Lanthanide Complexes S. Koeller, G. Bernardinelli, B. Bocquet, C. Piguet - Autumn Assembly Swiss Chemical Society, 2004, Zürich Paramagnetic Bimetallic Helicates: the Solution Structure by NMR J. Hamacek, J.-P. Rivera, C. Piguet - Detecta 2004, 10-11.6.2004, Basle, Switzerland Plastic Microchips for Mass Spectrometry: Rapid Infusion and Complex Formation in the Spray 18
L. A. Leuthold, P. Morier, J. Rossier, F. Reymond, C. Piguet, E. Varesio, G. Hopfgartner nd - WPR 326, 52 ASMS Meeting, 23-27.5.2004, Nashville, USA Chip Arrays and Dual-Channel Plastic Microchips for Mass Spectrometry Analysis of Non-Covalent Complexes L. A. Leuthold, L. Signor, P. Morier, J. Rossier, F. Reymond, C. Piguet, E. Varesio, G. Hopfgartner Publications - N. André, T. B. Jensen, R. Scopelliti, D. Imbert, M. Elhabiri, G. Hopfgartner, C. Piguet, J.-C. G. Bünzli Supramolecular Recognition of Hetero Pairs of Lanthanide Ions: a Step toward Selfassembled Bifunctional Probes Inorg. Chem. 43, pp 515-529 (2004) - T. Le Borgne, P. Altmann, N. André, J.-C. G. Bünzli, G. Bernardinelli, P.-Y. Morgantini, J. Weber, C. Piguet Tuning Facial-Meridional Isomerisation in Monometallic Nine-Coordinate Lanthanide Complexes with Unsymmetrical Tridentate Ligands Dalton Trans. pp 723-733 (2004) - S. Floquet, M. Borkovec, G. Bernardinelli, A. Pinto, L.-A. Leuthold, G. Hopfgartner, D. Imbert, J.-C. G. Bünzli, C. Piguet Programming Heteropolymetallic Lanthanide Helicates: Thermodynamic Recognition of Different Metal Ions Along the Strands Chem. Eur. J. 10, pp 1091-1105 (2004) - K. Zeckert, J. Hamacek, J.-P. Rivera, S. Floquet, A. Pinto, M. Borkovec, C. Piguet A Simple Thermodynamic Model for Rationalizing the Formation of Self-Assembled Multimetallic Edifices: Application to triple-stranded Helicates J. Am. Chem. Soc. 126, pp 11589-11601 (2004) - M. Cantuel, G. Bernardinelli, G. Muller, J. P. Riehl, C. Piguet The First Enantiomerically Pure Helical Noncovalent Tripod for assembling Nine- Coordinate Lanthanide(III) Podates Inorg. Chem. 43 pp 1840-1849 (2004) - S. Torelli, S. Delahaye, A. Hauser, G. Bernardinelli, C. Piguet Ruthenium(II) as a Novel Labile Partner in Thermodynamic Self-Assembly of Heterobimetallic d-f Triple-Stranded Helicates Chem. Eur. J. 10, pp 3503-3516 (2004) - S. G. Telfer, N. Tajima, R. Kuroda, M. Cantuel, C. Piguet CD Spectra of d-f heterobimetallic Helicates with Segmental Di-Imine Ligands Inorg. Chem. 43, pp 5302-5310 (2004) - N. Ouali, J.-P. Rivera, D. Chapon, P. Delangle, C. Piguet The Solution Structure of Rhombic Lanthanide Complexes Analysed with A Model-free and Crystal-field Independent Paramagnetic NMR Method: Application to Non-axial Trimetallic Complexes [LnxLu 3-x(TACI-3H) 2(H2O) 6] 3+ (x = 1-3) Inorg. Chem. 43, pp 1517-1529 (2004) - S. Suarez, D. Imbert, F. Gumy, C. Piguet, J.-C. G. Bünzli Metal-Centered Photoluminescence as a Tool for Detecting Phase Transitions in Eu(III) and Tb(III)-Containing Metallomesogens Chem. Mater. 16, pp 3257-3266 (2004) Voir aussi une publication chez le groupe Borkovec. Groupe Dr. S. Stoll (5 collaborateurs) 19
Formation de complexes entre polyélectrolytes et (nano) particules colloïdales par simulations Monte-Carlo; application aux mécanismes d interactions de la matière organique dans les milieux naturels et molécules biologiques. Conformation de chaînes de polymère; chargées, hydrophobes, linéaires et branchées par mécanique et dynamique moléculaire, applications aux traitement des eaux usées. Circulation de la matière colloïdale ; comportements hydrodynamiques (sédimentation) et cohésion interne de structures complexes colloïdales (modèles expérimentaux et simulations). Processus de dépositions aux interfaces avec coalescence et applications aux phytosanitaires. Etude cinétique et structurale par Dynamique Brownienne de processus d'agrégation, d hétérocoagulation et de floculation impliquant biopolymères, acides fulviques et particules colloïdales. Etude conformationnelle de polyélectrolytes faibles et courbes de titrages. Processus d agrégation et formation de gels colloïdaux ; applications aux matériaux composites. Collaboration avec d autres groupes de recherche - Prof. C. Wandrey, Laboratoire de Chimie et Biotechnologies, EPFL, Lausanne - Prof. D. Hunkeler, AquaPlusTech, La Plaine, Genève - Prof. B. Chopard, Centre Universitaire Informatique, Université de Genève. - Prof. P. Schurtenberger, Département de Physique, Université de Fribourg - Prof. E. Pefferkorn ICS, Centre de Recherche sur les Macromolécules, CNRS, Université Louis Pasteur, Strasbourg. - Prof. N. Senesi, Istituto di chimica Agraria, via Amendola 165/A, 70100 Bari, Italy. - Dr. B. Keller, EMPA, Dübendorf - Prof. J.Y. Bottero, Université d'aix-marseille, Centre Européen de Recherche En Géosciences Environnement, 13545 Aix en Provence, cedex 4, France - Prof. Paul Dubin, Departement of chemistry, Indiana University, Indianapolis, United States 402 N. Blackford Street, Indianapolis IN 46202. - Prof. A. Burd, Department of Marine Sciences, University of Georgia, Athens, GA 30602-3636, USA. - Dr. J. Lead, University of Birmingham, UK. Conférences données sur invitation - International Symposium on Polymers in Dispersed Media. Colloids : From Preparation to Applications, Lyon, France, Ecole Nationale Supérieure, April 4-8, 2004. Polyelectrolyte - oppositely charged colloid complex formation. S. Stoll and A. Laguecir - Conférence Universitaire de Suisse occidentale (CUSO), Séminaire hors ville en Chimie II, 26-30 septembre 2004 Villars sur Ollon, Suisse, Polyelectrolytes and Colloids. Selection of three swiss scientists working in the field of polyelectrolytes and colloids. Interactions between polyelectrolyte chains and oppositely charged particles. Monte Carlo Simulations S.Stoll Communications et Posters - European Colloid Interface Society, Alméria, Spain, 4-8 September, 2004 Study of the Structure of Fractal Aggregates: off lattice Monte Carlo Simulations S. Diez, S. Stoll, P. Schurtenberger 20