This wonderful initiative is the result of a reflection on the integration of quantum chemistry courses at the University of Sfax initiated by Professors Mahmoud TRABELSI (University of Sfax and alumnus of the University of Namur), Besma HAMDI (University of Sfax) and Benoît CHAMPAGNE (University of Namur). The reflection has been matured over the last two decades, during which time several students from Pr. TRABELSI's team have stayed at Pr. CHAMPAGNE's laboratory.

The aim: to add a computational quantum chemistry component to their research into synthetic chemistry, including syntheses from biobased substances.

A PhD student in chemistry at the University of Sfax, Dhouha ABEIRA, is also involved in the project. She is doing an ERASMUS+ internship in Pr. CHAMPAGNE's laboratory to study the optical properties of molecular crystals.

Students were introduced to the calculation of reaction energies and the simulation of UV/visible absorption spectra. These two applications are typical of activities in quantum chemistry, as they are directly linked to the understanding of reaction phenomena and the development of new compounds for molecular optics.

Emphasis has also been placed on certain technical aspects of the calculations in order to train students in the development of computational protocols according to the questions addressed.

The courses were delivered by an inter-university team.

For the Department of Chemistry at the University of Namur:

• Professor Benoît CHAMPAGNE, Director of the Laboratoire de Chimie Théorique (LCT) of the Unité de Chimie Physique Théorique et Structurale (UCPTS);
• Dr. Vincent LIÉGEOIS, for remote IT support and whose suite of programs DrawSuite, a series of applications designed to provide tools for analyzing molecular structures and properties, was much appreciated;
• Frédéric WAUTELET of the Plateforme Technologique de Calcul Intensif (PTCI) for remote computing support and who has prepared a cluster (pleiades) dedicated to training.

For the University of Sfax Chemistry Department:

• The Dr. Mohamed CHELLEGUI, from the organic chemistry laboratory, for preparing practical work;
• Dhouha ABEIRA, PhD student in chemistry, for preparing practical work and assisting students from Sfax.

The teaching teams warmly thank the International Relations teams at the University of Namur and the University of Sfax for their help in setting up and monitoring the ERASMUS+ project.

The aim of this FNRS-funded research project (PDR) is to deepen knowledge of the complex crystalline phases of simple salts. The project aims to strengthen international research activities, which began in 2016 and led to the publication of the first results in Nature in 2021. Read the article online...

FK phases have been known since 1959 as a large family of metal alloys, but the study demonstrated that simple pharmaceutical molecules can crystallize with similar complexity, something not previously known.

With this new project, the researchers aim to go one step further, using mainly solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) and X-ray diffraction (XRD) techniques on powders and single crystals. This study will be carried out in collaboration with other researchers at the NISM Institute (Nikolay Tumanov, Carmela Aprile and Johan Wouters), as well as collaborators working in other countries, such as Riccardo Montis (University of Urbino, Italy) and Simon Coles (Director of the National Crystallography Service (NCS), University of Southampton, UK).

The research project (PDR) "NPN cofactor synthesis and roles" is at the interface between fundamental biochemistry and enzymology. It is based on the recent discovery, by a team at UCLouvain, of a new cofactor, named NPN, with a highly original structure. It is a dinucleotide bearing a nickel complex. It is involved in important enzymatic reactions, but little is known about its reactivity, biosynthesis and mechanism of action. Moreover, it is present in 20% of bacterial genomes and 50% of Archaea (archaeobacteria) genomes, but only a tiny fraction of the enzymes employing it have been characterized.

The research project is based on the complementary expertise of Benoit Desguin (UCLouvain, biochemistry) and Stéphane Vincent (bio-organic chemistry). The main aim of the project is to understand the role and mechanism of this cofactor through biochemical, structural and kinetic studies. Analogues of the NPN cofactor will be synthesized by the UNamur team: they will be designed to elucidate the mode of interaction and reaction of the NPN cofactor with the enzymes employing it.

This research project (PDR) is a co-promotion of Professors Tom Leyssens (UCLouvain) and Johan Wouters (UNamur). It aims to bring the process of uprooting by crystallization into the era of "green chemistry".

Uprooting is a term used in chemistry to describe the process of separating a racemic mixture into its two enantiomers, i.e. the chiral (left and right) forms of a molecule. In the pharmaceutical industry, 50% of marketed drug compounds contain a chiral center, which is essential to their functioning. When one enantiomer has the desired pharmacological effect, the other may be inactive or have undesirable effects. For this reason, new drugs are often marketed as enantiopure compounds (i.e. free of their impure "chiral twin").

The most common way of obtaining chiral drugs still involves the formation of a racemic mixture. This can then be produced by chemical or physical separation techniques, with a yield loss of 50%. If the compound in question is "racemizable", the unwanted enantiomer can technically be converted back into a racemic mixture, resulting in a theoretical yield of 100%. Over the past decade, various crystallization-based uprooting methodologies have been developed. However, all these methods require the use of large quantities of solvent, as they are crystallization processes.

This research aims to take these processes to the next level, not only by making them more efficient (less time-consuming), but also by bringing them into the realm of "green chemistry". To this end, the researchers are proposing mechanochemical variants for conglomerates and racemic compounds.

These processes will be

• Inherently "green", since the unwanted enantiomer is transformed into the desired enantiomer;
• Enabled by mechanochemistry, which eliminates the need for solvent, making them "greener" than solution-based methods.
• The "greenest" possible, thanks to their efficiency (very fast timescale and low energy consumption).

This funding will enable the acquisition of high-throughput isothermal titration calorimetry (ITC) equipment, unique in the Wallonia-Brussels Federation. This is a high-resolution, non-destructive method enabling complete characterization of the chemical details of an interaction in solution.

His acquisition will enable UNamur chemists, but also their collaborators, to analyze any bond, in a vast field of application, extending from biochemistry to supramolecular chemistry.

"ONL molecular switches "in all their states": from solutions to functionalized surfaces and solids."

This PhD thesis within the Theoretical Chemistry Laboratory (Department of Chemistry) and the Multiscale Modeling through High-Performance Computing (HPC-MM) Cluster of the NISM Institute aims to develop innovative multiscale computational methodologies to study and optimize multistate and multifunctional molecular switches, key components of logic devices and new generations of data storage technologies.

In addition to variations in linear optical responses, it is advantageous to consider changes in nonlinear optical responses (NLOs), which enable high-resolution data readout while avoiding their destruction. The main objective is to predict and interpret the ONL responses of these molecular switches in different matter environments, namely in solution, grafted onto surfaces and in the solid state.

In addition, particular attention will be paid to modeling defects and orientational disorder within materials to better represent real-world conditions. These predictive methods will be validated experimentally through close collaborations with synthesis and characterization teams.

Research at NISM revolves around a variety of research topics in organic chemistry, physical chemistry, (nano)-materials chemistry, surface science, optics and photonics, solid-state physics, both from a theoretical and experimental point of view.

Researchers' expertise is recognized in the synthesis and functionalization of molecular systems and innovative materials, from 0 to 3 dimensions.

These research topics, which Professor Guillaume Berionni's Laboratoire de Réactivité et Catalyse Organométallique (RCO) team is working on, are located at the frontier between organic, organometallic, heterochemistry (Group 13 and 14 elements), and coordination chemistry, and are advancing the development of new concepts in homogeneous catalysis.

These research projects are financed by various funding bodies, including the FNRS, the European Union via the ERC, or the Wallonia-Brussels Federation.

Guillaume Berionni is also a member of the Namur Institute of Structured Matter - NISM (Pôle FSM). He currently leads a research team of 14 PhD students, post-docs and master's students.

A year after receiving prestigious funding from the European Research Council (ERC) for his B-Yond project, Prof Guillaume Berionni was appointed a Fellow of the prestigious European chemistry society Chemistry Europe in early 2024. This distinction makes him the new representative for Belgium for a period of 2 years.

Congratulations to him and his team!

• Guillaume Berionni Belgian representative at the European Chemical Society: Read article...
• An ERC Consolidator fellowship for Guillaume Berionni's B-YOND project: Read article...

From September 10 to 12, 2025, the 1st MG-ERC conference will take place. The Main-Group Elements Reactivity Conference (MG-ERC) is a new meeting, created to bring together researchers working in the fields of main-group chemistry, coordination chemistry and inorganic chemistry to discuss new concepts, ideas and trends in these dynamic fields, and to establish links and collaborations.

Le domaine de recherche du Prof. Brédas s’inscrit entre autres autour de la conception et du développement de matériaux fonctionnels pour le domaine de l’énergie et les dispositifs émetteurs de lumière (cellules photovoltaïques ou affichages LED organiques).

Il a occupé différentes positions au cours de sa carrière, notamment à l’Université de Mons, à l’Université d’Arizona, au Georgia Institute of Technology et à l’Université King Abdullah de Science et Technologie. Il a également obtenu de nombreux prix dont le Prix Francqui et le Prix Descartes de l’Union Européenne. Au total, il a publié plus de 1200 articles pour un facteur-h de 167.

Invité par Yoann Olivier, Professeur à l’UNamur, avec lequel il a une histoire commune, Jean-Luc Brédas a donné un exposé intitulé « Nouvelles générations de matériaux à couche active pour l'électronique organique : Avancées récentes » durant lequel il a parlé de ses recherches et des applications dans les domaines du photovoltaïque et des diodes électroluminescentes (LED) et en particulier le lien entre les propriétés de ces matériaux et leur efficacité.  Ces nouveaux matériaux, des polymères ou des petites molécules aux propriétés étonnantes, permettent des applications multiples et innovantes : les cellules photovoltaïques de nouvelle génération, les appareils tels que les téléphones à écran pliable, les téléviseurs ou panneaux d’affichage à écrans transparents, les phares des véhicules automobiles, les équipements lumineux auxquels on peut donner toutes les formes que l’on souhaite ou encore ces téléviseurs dont l’écran s’enroule dans un socle.

Jean-Luc Brédas nous parle avec enthousiasme de ses années passées à Namur de sa 3ème primaire à son doctorat et son mandat de Chercheur Qualifié FNRS jusqu’en 1988.

« J’ai passé 26 ans chez les Jésuites.  Maman a déménagé à Namur pour que je puisse effectuer tout mon cursus scolaire au même endroit. A l’époque, le Collège et les Facultés avaient un directeur commun, qui était le Recteur.  Je me souviens que nous avions l’honneur d’être félicités par lui si nous avions un beau bulletin ! »

« J’ai aussi fait partie de la 3ème promotion de licenciés en Chimie en 1976.  Je suis fier d’avoir été le seul élève que le Professeur Gaston Deconninck, pourtant réputé très tolérant, ait mis à la porte de son cours pour bavardage… J’étais passionné de football donc il fallait absolument que je commente les résultats des matches avec mes camarades de l’époque. »

« Après onze années passées à l’UMons, je suis parti à l’Université d’Arizona en 1999 pour 4 ans.  Ensuite, je suis allé à Georgia Tech à Atlanta, où mes collègues et moi avons créé le Centre d’électronique et de photonique organiques. Je suis à présent de retour à l’Université d’Arizona. Je me souviens que l’un de nos enseignants, le Père Fourez, s.j. s’intéressait aux indiens du sud-ouest des Etats-Unis.  Il nous parlait des Apaches, des Hopis ou encore des Navajos.  Est-ce par hasard si aujourd’hui, j’ai une maison située dans Navajo County ?»

Yoann Olivier : Jean-Luc Brédas et moi avons un passé commun à l’UMons, où il a créé le laboratoire de chimie des matériaux nouveaux. J’ai réalisé plusieurs séjours de recherche dans son laboratoire à Georgia Tech durant mon doctorat pour un total de 4 mois. Jean-Luc était également co-auteur de mon premier article scientifique.

Jean-Luc Brédas : Oui, c’est amusant, Yoann et moi avons le même parcours, mais inversé. J’ai commencé à l’UNamur pour aller ensuite à l’UMons. Lui a commencé à l’UMons pour venir ensuite à l’UNamur.

Y. O. : Jean-Luc, c’est un peu comme mon grand-père scientifique, et une véritable source d’inspiration dans mes recherches quotidiennes. Et lui-même a effectué sa thèse de doctorat avec le Professeur Jean-Marie André à l’UNamur en 1979.

Décédé en janvier dernier, Jean-Marie André était Professeur au Département de chimie depuis 1971. Il a participé au développement de la chimie à l’UNamur et à sa renommée. C’est également cette année-là que s’ouvrent les premières licences en chimie.  Il est un des promoteurs d'une branche des sciences physico-chimiques théoriques appelée « la chimie quantique des polymères ». 

Ses travaux ont porté sur les développements méthodologiques nécessaires à la prédiction, par simulations numériques, et à l’interprétation des propriétés sous-jacentes. Ces développements méthodologiques ont été implémentés dans des codes originaux qui ont fait la renommée du Laboratoire de Chimie Théorique Appliquée (CTA) à l’UNamur (alors FUNDP).

Jean-Marie André était membre titulaire de l’Académie Royale de Belgique (Classe des Sciences) et de l’International Academy of Quantum Molecular Science (IAQMS).  Il fut lauréat du prix Francqui en 1991 et reçut un doctorat Honoris Causa de l’Université de Varsovie.  Il était auteur ou co-auteur de 314 articles scientifiques.  Jean-Marie André était un grand pédagogue. Ses cours étaient d’une grande limpidité.

J-L. B :  « C’était le slogan des étudiants à l’époque. FUN, c’était l’acronyme des Facultés Universitaires de Namur, comme on les appelait à l’époque.  Et je pense en effet que la chimie, c’est fun, surtout à l’UNamur ! La formation scientifique y est d’une qualité extraordinaire, et permet d’effectuer une excellente carrière.

L’époque de ma thèse, c’est aussi l’époque du lancement de la photonique et de l’électronique organique, domaine longtemps considérée comme impossible. Il aura fallu 20 ans et un prix Nobel pour voir fleurir les applications extraordinaires que cette technologie permet.  Au début, l’efficacité des cellules solaires organiques était de 2%. On est aujourd’hui à près de 20%. En comparaison, l’efficacité d’une cellule solaire au silicium que nous retrouvons sur les toits de nos maisons est d’environ 26%. 

La chimie, c’est une discipline intuitive, une manière intéressante d’appréhender le monde, une passion pour voir de nouvelles choses se développer dans le domaine des sciences de matériaux ou des sciences de la vie. C’est aussi une manière de contribuer au développement durable en cherchant des solutions à des problèmes auxquels nous faisons face aujourd’hui. Nous essayons au quotidien d’améliorer l’efficacité des cellules solaires organiques ou des diodes électroluminescentes organiques pour éviter d’utiliser des métaux rares et coûteux, en diminuant les coûts de synthèse de ces molécules ou encore d’utiliser des solvants verts.

Quoi que vous fassiez, faites-le avec passion. Alors, the sky is the limit! »

L’équipe de Yoann Olivier poursuit des recherches dans le cadre d’un projet MIS du FNRS obtenu en octobre 2021, récompensé à l’UNamur par un fellowship du Namur Research College (NARC) dont Jean-Luc Brédas est le mentor.

Y. O. : « Choisir Jean-Luc comme mentor pour ma bourse NARC était pour moi une évidence et je me sens très chanceux.  Jean-Luc Brédas est clairement l'un des principaux scientifiques qui a travaillé et travaille encore dans le domaine des matériaux fonctionnels pi-conjugués.

Je suis heureux de connaître Jean-Luc depuis 2004, date à laquelle j'ai commencé mon doctorat ; la visite de son laboratoire en 2007 à Georgia Tech a été l'une des expériences décisives dans la poursuite de ma carrière universitaire.

J'ai appris de lui de nombreuses leçons et voici celles que j'essaie toujours de retenir :

• Soyez toujours curieux ! N'hésitez pas à parler avec des personnes ayant une expertise différente de la vôtre, vous apprendrez certainement quelque chose de nouveau.
• Essayez toujours de capter l'attention de votre auditoire en délivrant le message le plus pédagogique et en mettant en avant vos messages à emporter.
• Travaillez sur des sujets qui vous plaisent et vous produirez certainement un travail de grande qualité.
• Profitez de chaque aspect de votre vie et soyez une personne bonne et respectueuse. »