L’eau, l’oxygène, l’azote, le dioxyde de carbone, etc., sont de petites molécules très abondantes à la surface de la planète et peuvent constituer des sources d’atomes presque infinies pour l’industrie chimique et nos sociétés. D’ailleurs, ce sont elles que les organismes vivants utilisent depuis des milliards d’années pour leurs biosynthèses et métabolismes.
Cependant, leur valorisation constitue un véritable défi scientifique et technologique en raison de leur très grande stabilité qui explique leur accumulation sur la terre et dans l’atmosphère. Pour les activer il faut des catalyseurs (dans les cellules vivantes il s’agit d’enzymes).
Le cours porte spécifiquement sur la chimie de ces molécules et sur leur activation par une classe spécifique de catalyseurs : les catalyseurs hétérogènes, solides, qui sont probablement ceux qui sont considérés comme les plus prometteurs du point de vue des applications potentielles, du fait de leur plus grande stabilité et de leur recyclabilité.
Cependant, un angle particulier est pris pour faire le lien entre cette classe de catalyseurs et les catalyseurs moléculaires homogènes (dont les enzymes naturelles font partie), à travers la description des approches d’hétérogénéisation des catalyseurs moléculaires, par exemple, d’utilisation de précurseurs moléculaires pour la synthèse de solides ou des approches de chimie hétérogène bioinspirée.