Mario Leclerc
Sciences des matériaux polymères
Le lauréat est l’un des chefs de file de la recherche en sciences des matériaux polymères. Il s’intéresse tout particulièrement aux polymères photoactifs et électroactifs, sensibles à la lumière ou aux champs électriques. Parmi ses contributions les plus prestigieuses, on peut citer la conception de capteurs chimiques destinés au diagnostic médical. Ils permettent, entre autres, de détecter de l’ADN caractéristique d’une maladie donnée, tels que le SIDA ou la malaria. On peut également mentionner le développement de piles solaires plastiques, ayant les meilleurs rendements de leur catégorie.
Mario Leclerc s’intéresse à la synthèse de ces polymères photoactifs et électroactifs. Un polymère est une macromolécule constituée d’un ensemble de motifs semblables, les monomères, liés entre eux par des liaisons fortes. Les polymères peuvent être organiques, tels que le bois, les fibres végétales, le cuir ou encore la laine, ou inorganiques, soit tous les types de plastique. Les polymères ont un très fort potentiel dans de nombreux domaines, tels que ceux des emballages, des transports, du bâtiment, ou encore du médical... Tout au long de sa carrière, le lauréat s’est particulièrement intéressé à deux de ces domaines.
Le premier concerne les applications des polymères en tant que capteurs chimiques, à des fins de diagnostic médical. Le chercheur mettra au point une méthode originale pour détecter de l’ADN et de l’ARN caractéristiques d’une infection ou d’une maladie donnée grâce à des polymères spécifiques. Pour ce faire, Mario Leclerc et son équipe utilisent un dérivé de polythiophène cationique qui a la propriété de se lier avec un type d’ADN choisi. L’hybridation des deux molécules donnera alors un signal distinctif une fois soumis à un appareil à lecture optique. Cette technique présente de nombreux avantages : elle détecte directement la molécule cible, avec une excellente sélectivité et une limite de détection faible. Elle a ainsi le potentiel d’être beaucoup plus rapide et bon marché que les diagnostics hématologiques traditionnels. Ces travaux de recherche ont valu à Mario Leclerc une forte reconnaissance internationale de la part de la communauté scientifique. Ils ont également été promus comme l’une des dix découvertes de l’année 2005 par Québec Science.
Le deuxième domaine concerne les applications des polymères dans le domaine de l’énergie solaire et du photovoltaïsme. Le chercheur développe des piles solaires plastiques, une alternative aux cellules photovoltaïques à base de silicium. Ces dernières, bien qu’aujourd’hui plus efficace en termes de conversion d’énergie (entre 10 et 22 %), ont des coûts de production élevés. Autres inconvénients, ce matériau est cassant et sa disponibilité est limitée. Mario Leclerc et son équipe ont donc développé des piles solaires plastiques à base de polymères conjugués. Au tournant des années 2000, ils synthétisent une toute nouvelle classe de ces composants : les poly(2,7-carbazole)s. Un tour de force puisque cette classe était recherchée depuis plus de quinze ans! Grâce à ce matériau, ils ont ainsi proposé un nouveau type de piles solaires ayant des rendements de conversion énergétique supérieurs à ceux existants (5-10 %), établissant ainsi un record mondial de rendement pour une pile plastique. Mario Leclerc et son équipe continuent par ailleurs, année après année, d’établir de nouveaux standards de performance. Ces matériaux présentent également l’avantage de pouvoir être déposés en grande quantité sur différents types de surface, aussi bien rigides que flexibles, par des techniques simples et peu coûteuses comme l’impression à jet d’encre. Ces travaux ont grandement contribué à établir Mario Leclerc parmi les chefs de file de la communauté internationale. D’un point de vue socioéconomique, le potentiel de cette recherche est également très élevé puisque les technologies proposées permettraient de concevoir de nouveaux dispositifs de production d’énergie verte à très faible coût. Ces travaux ont donné lieu à de nombreux articles, aussi bien dans les journaux spécialisés que grand public. Aussi les émissions télévisées Le Code Chastenay à Télé-Québec, en novembre 2010, et Découverte à Radio-Canada, en avril 2011, ont rendu compte de ses recherches.
En reconnaissance de l’excellence de ses travaux, Mario Leclerc a reçu, en 2008, le prestigieux Prix Macromolecular Science and Engineering de l'Institut de chimie du Canada. Lui a également été octroyée la Chaire de recherche du Canada sur les polymères électroactifs et photoactifs de 2001 à 2007 puis de 2008 à 2014. Le Professeur Leclerc est aussi à l’origine, et actuellement co-directeur, du Centre québécois sur les matériaux fonctionnels (CQMF). Cet organisme pan-québécois créé en 2008 rassemble, structure et soutient la recherche en sciences des matériaux au Québec, dans les domaines clés que sont les applications biomédicales, environnementales et énergétiques. Cet organisme fait déjà office de référence au Québec et son influence est en pleine expansion.