Damien Sluysmans

Damien Sluysmans est Docteur en Sciences (Chimie) de l’ULiège. Ses recherches portent sur la détection et la mesure de force de liens chimiques faibles en utilisant des molécules synthétiques similaires afin de sonder la rigidité mécanique de ces liens faibles, une interaction à la fois. 

Une analogie ferrovière pour comprendre la caractérisation par AFM de nouvelles molécules fonctionnelles 

Les travaux de recherche primés se focalisent sur la détection et la mesure de force de liens chimiques faibles (interactions non covalentes). Ceux-ci sont hautement présents au sein de protéines naturelles, par exemple, leur permettant d’adopter des repliements très spécifiques et essentiels à leur utilisation au sein des cellules (contraction de muscles, transport de cargos moléculaires, etc).

Damien sluysmans utilise des molécules synthétiques similaires afin de sonder la rigidité mécanique de ces liens faibles, une interaction à la fois, en utilisant la microscopie à force atomique (AFM). Cet instrument permet d’isoler une seule molécule, de l’étirer et d’observer la résistance mécanique des liens non covalents sondés.

Il s'intéresse également à des molécules plus complexes inspirées des machines moléculaires biologiques. En étudiant des molécules synthétiques analogues par AFM, il peut déceler les mouvements nanométriques d’un anneau (comme le wagon d’un train) le long d’un axe moléculaire (les rails du train) et connaitre avec précision la force des interactions chimiques faibles qui maintiennent l’anneau à des positions spécifiques (les gares intermédiaires).

Ces recherches, en collaboration avec plusieurs pionniers dans la synthèse de petites molécules fonctionnelles, constituent un réel challenge pour la compréhension, la modification chimique et l’utilisation future de ces machines moléculaires synthétiques.

Le design des molécules utilisées dans ces recherches permet l’étude d’une large gamme d’interactions chimiques faibles, à l’échelle d’une interaction à la fois et dans des conditions de mesures variables à souhait (solvant, température, etc.). Cette approche se distingue clairement des techniques dites « d’ensemble » pour lesquelles un grand nombre de molécules est sondé simultanément, masquant des comportements uniques ou des propriétés mécaniques inhérentes à une seule molécule.

Plus précisément, l’analyse scrupuleuse de la réponse mécanique d’un anneau moléculaire (le wagon) a permis de mettre en évidence des interactions spécifiques avec l’axe principal qui étaient indétectables par d’autres méthodes d’ensemble (certaines gares invisibles le long des rails). Cette information est essentielle étant donné que la dynamique de la molécule (vitesse du wagon) dépend fortement de ces interactions intra-moléculaires. La caractérisation par AFM de nouvelles molécules fonctionnelles est donc un atout majeur pour l’optimisation de ces nano-machines.

Retour sur son parcours

Damien Sluysmans débute son parcours à l’ULiège en 2008, en tant qu’étudiant en chimie. Après avoir obtenu son master en sciences chimiques, il entame une thèse de doctorat au laboratoire de « Nanochimie et Systèmes Moléculaires » (Prof. Anne-Sophie Duwez). Il commence ce doctorat en tant qu’assistant au département de chimie et obtient ensuite une bourse FRIA (FNRS) afin d’étudier des prototypes de machines moléculaires artificielles par la technique de microscopie à force atomique (AFM).

Après avoir défendu sa thèse en 2017, il effectue un doctorat à l’université de Northwestern (Chicago, USA) et revient ensuite à l’ULiège sous un mandat de Chargé de Recherches (FNRS).

Il est actuellement chercheur postdoctoral dans l’unité de recherche MolSys (Molecular Systems).

Ses projets pour l'avenir

D. Sluysmans souhaite poursuivre son parcours académique au sein de l’ULiège et développe actuellement une nouvelle branche de recherche au sein du laboratoire de nanochimie, en collaboration avec plusieurs groupes de synthèse organique.

Son plan de recherche se focalise sur l’utilisation de pinces optiques (optical tweezers) pour l’étude de la dynamique et le contrôle de molécules synthétiques fonctionnelles à l’échelle de la molécule unique.

Il reste par ailleurs en étroite collaboration avec le département de chimie pour les aspects éducationnels (chimie en bachelier, cours thématiques pour les masters).