Switchable molecular materials (Team P)




The activity of the group, forming a body of chemists, physicists, theorists and nanotechnologists, is focused on Molecular Bistability according to a Chemistry, Physics, Theory, Nanotechnology approach. In other words, an approach going from the bistable molecule, to the physics of bistability, to the nanoscience of switchable molecular materials, to molecular devices for electronics.

Members of the team


Research topics

Design and development of bistable molecular materials with spin transition

Optical and photonic properties of bistable spin crossover molecular materials and their applications

Electronic and spintronic properties of bistable spin crossover molecular materials and their applications

Mechanical properties of bistable spin crossover molecular materials and their applications (actuator, NEMS, MEMS, artificial muscles)

Modelisation of the spin crossover phenomenon

Bistability and catalysis

Team news

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Molecular mechanics simulations of lattice dynamical properties of the spin crossover complex [Fe(pyrazine)][Ni(CN)4]
Mi S., Fahs A., Molnár G., Nicolazzi W., Bousseksou A.
Chemical Physics Letters 2023, 811, 140232/1-6.

Pyridyl-benzimidazole derivatives decorated with phenylazo substituents and their low-spin iron(ii) complexes: a study of the synthesis, structure and photoisomerization
Orvoš J., Fischer R. A., Brachňaková B., Pavlik J., Moncoľ J., Šagátová A., Fronc M., Kožíšek J., Routaboul L., Bousseksou A., Šalitroš I.
New Journal of Chemistry 2023, 47(3), 1488-1497.


High-sensitivity microthermometry method based on vacuum-deposited thin films exhibiting gradual spin crossover above room temperature
Horniichuk O. Y., Ridier K., Zhang L., Zhang Y., Molnár G., Salmon L., Bousseksou A.
ACS Applied Materials & Interfaces 2022, 14(46), 52140-52148.

Molecular memory near room temperature in an iron polyanionic complex
Moneo-Corcuera A., Nieto-Castro D., Cirera J., Gómez V., Sanjosé-Orduna J., Casadevall C., Molnár G., Bousseksou A., Parella T., Martínez-Agudo J. M., Lloret-Fillol J., Pérez-Temprano M. H., Ruiz E., Galán-Mascarós J. R.
Chem 2022,

Post-synthetic modification mechanism for 1D spin crossover coordination polymers
Enriquez-Cabrera A., Getzner L., Salmon L., Routaboul L., Bousseksou A.
New Journal of Chemistry 2022, 46(46), 22004-22012.

Pressure tuning of coupled structural and spin state transitions in the molecular complex [Fe(H2B(pz)2)2(phen)]
Paliwoda D., Vendier L., Nicolazzi W., Molnár G., Bousseksou A.
Inorganic Chemistry 2022, 61(40), 15991-16002.

Switching endurance of the molecular spin crossover complex [Fe(HB(tz)3)2]: From single crystals to thin films and electronic devices
Zhang Y., Zhang L., Ridier K., Salmon L., Séguy I., Molnár G., Bousseksou A.
Materials Advances 2022, 3(22), 8193-8200.

Thermal hysteresis of stress and strain in spin-crossover@polymer composites: towards a rational design of actuator devices
Angulo-Cervera J. E., Piedrahita-Bello M., Martin B., Alavi S. E., Nicolazzi W., Salmon L., Molnár G., Bousseksou A.
Materials Advances 2022, 3(12), 5131-5137.

Solvatomorphism, polymorphism and spin crossover in bis[hydrotris(1,2,3-triazol-1-yl)borate]iron(II)
Horniichuk O., Ridier K., Molnar G., Kotsyubynsky V., Shova S., Amirkhanov V. M., Gural’skiy I. A., Salmon L., Bousseksou A.
New Journal of Chemistry 2022, 46(24), 11734-11740.

Crystallinity and piezoelectric properties of spray-coated films of P(VDF70-TrFE30): effect of film thickness and spin-crossover nanofillers
Angulo Cervera J. E., Piedrahita-Bello M., Martin B., Dantras E., Nicu L., Leichlé T., Dalla Francesca K., Da Costa A., Ferri A., Desfeux R., Salmon L., Molnar G., Bousseksou A.
Journal of Materials Chemistry C 2022, 10(21), 8466-8473.

Sharp volcano-type synergy and visible light acceleration in H2 release upon B2(OH)4 hydrolysis catalyzed by Au-Rh@click-dendrimer nanozymes
Zhao Q., Kang N., Martinez Moro M., Guisasola Cal E., Moya S., Coy E., Salmon L., Liu X., Astruc D.
ACS Applied Energy Materials 2022, 5(3), 3834-3844.

Robust linear control of a bending molecular artificial muscle based on spin crossover molecules
Tondu B., Piedrahita-Bello M., Salmon L., Molnár G., Bousseksou A.
Sensors and Actuators A: Physical 2022, 335, 113359/1-9.

Sequential activation of molecular and macroscopic spin-state switching within the hysteretic region following pulsed light excitation
Ridier K., Nicolazzi W., Salmon L., Molnár G., Bousseksou A.
Advanced Materials 2022, 34(6), 2105468/1-9.

Effect of the spin crossover filler concentration on the performance of composite bilayer actuators
Piedrahita-Bello M., Zan Y., Enriquez-Cabrera A., Molnár G., Tondu B., Salmon L., Bousseksou A.
Chemical Physics Letters 2022, 793, 139438/1-5.

Design and synthesis of benzothiadiazole-based molecular systems: self-assembly, optical and electronic properties
Miranda-Olvera M., Arcos-Ramos R., Maldonado-Domínguez M., Salmon L., Molnár G., Bousseksou A., del Pilar Carreón-Castro M.
New Journal of Chemistry 2022, 46(11), 4992-5001.

Synthesis, characterization and electrochemical behavior of new bis(fluoroalkyl) ferrocenylphosphonates and their tin tetrachloride complexes
Mechi H., Sanhoury M. A. K., Laribi F., Manoury E., Mastouri M., Raouafi N., Bousseksou A., Dhia M. T. B.
Journal of Organometallic Chemistry 2022, 957, 122178/1-9.


Morphological studies of composite spin crossover@SiO2 nanoparticles
Zan Y., Salmon L., Bousseksou A.
Nanomaterials 2021, 11(12), 3169/1-12.

Pressure gradient effect on spin-crossover materials: Experiment vs theory
Rusu I., Manolache-Rusu I. C., Diaconu A., Palamarciuc O., Gural’skiy I. A., Molnar G., Rotaru A.
Journal of Applied Physics 2021, 129(6), 064501/1-7.

Colossal expansion and fast motion in spin-crossover@polymer actuators
Piedrahita-Bello M., Angulo-Cervera J. E., Enriquez-Cabrera A., Molnár G., Tondu B., Salmon L., Bousseksou A.
Materials Horizons 2021, 8(11), 3055-3062.

Planar Hall sensor for quantitative measurement of pipe wall thickness reduction based on the magnetic flux density method
Pham H.-Q., Nguyen T.-K., Pham Q.-N., Le V.-S., Vu M.-H., Truong T.-T., Nguyen V.-T., Bousseksou A., Wane S., Terki F., Tran Q.-H.
Measurement 2021, 182, 109782/1-9.

Rip it off: Nitro to nitroso reduction by iron half-sandwich complexes
Korb M., Hosseini Ghazvini S. M. B., Moggach S. A., Meunier J.-F., Bousseksou A., Low P. J.
Inorganic Chemistry 2021, 60(7), 4986-4995.

Influence of the ultra-slow nucleation and growth dynamics on the room-temperature hysteresis of spin-crossover single crystals
Hiiuk V. M., Ridier K., Gural’skiy I. A., Golub A. A., Fritsky I. O., Molnár G., Nicolazzi W., Bousseksou A.
Chemical Physics Letters 2021, 770, 138442/1-6.

Role of surface effects in the vibrational density of states and the vibrational entropy in spin crossover nanomaterials: A molecular dynamics investigation
Fahs A., Nicolazzi W., Molnár G., Bousseksou A.
Magnetochemistry 2021, 7(2), 27/1-11.

Complete and versatile post-synthetic modification on iron-triazole spin crossover complexes: A relevant material elaboration method
Enríquez-Cabrera A., Ridier K., Salmon L., Routaboul L., Bousseksou A.
European Journal of Inorganic Chemistry 2021, 2021(21), 2000-2016.

Water soluble iron-based coordination trimers as synergistic adjuvants for pancreatic cancer
Cordani M., Resines-Urien E., Gamonal A., Milán-Rois P., Salmon L., Bousseksou A., Costa J. S., Somoza Á.
Antioxidants 2021, 10(1), 66/1-14.

Spin crossover metal–organic frameworks with inserted photoactive guests: on the quest to control the spin state by photoisomerization
Brachňaková B., Moncoľ J., Pavlik J., Šalitroš I., Bonhommeau S., Valverde-Muñoz F. J., Salmon L., Molnár G., Routaboul L., Bousseksou A.
Dalton Transactions 2021, 50(25), 8877-8888.

Investigation of the effect of spin crossover on the static and dynamic properties of MEMS microcantilevers coated with nanocomposite films of [Fe(Htrz)2(trz)](BF4)@P(VDF-TrFE)
Angulo-Cervera J. E., Piedrahita-Bello M., Mathieu F., Leichle T., Nicu L., Salmon L., Molnár G., Bousseksou A.
Magnetochemistry 2021, 7(8), 114/1-9.

Photoactuation of micromechanical devices by photochromic molecules
Angulo-Cervera J. E., Piedrahita-Bello M., Brachňaková B., Enríquez-Cabrera A., Nicu L., Leichle T., Mathieu F., Routaboul L., Salmon L., Molnár G., Bousseksou A.
Materials Advances 2021, 2(15), 5057-5061.

Supramolecular gel strategy-based nanomaterials with room temperature spin transition
An X., Fang W., Wang Z., Liu K., Ding L., Peng J., Liu T., Peng H., Salmon L., Fang Y.
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2021, 612, 126016/1-6.


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Partners in France:

  • Université de Lille (O. Thomas)
  • Université de Reims (G. Lemercier)
  • EV Technologies (S. Wane)
  • Université de Rennes (M. Lorenc, E. Collet, H. Cailleau, M. L. Buron, L. Ouahab, J. R. Hamon)
  • Olikrom (J. F. Letard)
  • CNRS Bordeaux (P. Guilloneau, G. Chastanet, P. Rosa, C. Mathonière, E. Freysz)
  • Université de Bordeaux (D. Astruc, S. Bonhommeau)
  • Université de Toulouse (P. Demont, E. Dantras, I. Dixon, J. C. Micheau, M. Nardonne, N. Guihery. M. Goiran)
  • LPCNO Toulouse (J. Carey, S. Tricard, M. Respaud, B. Chaudret)
  • LAAS Toulouse (C. Vieu, C. Thibault, L. Malaquin, A. Cerf, C. Bergaud, L. Nicu, T. Leichle, F. Mathieu, I Seguy, B. Tondu, P. Souéres, S. Calvez, H. Camon, O. Gauthier-Lafaye, F. Carcenac)
  • CEMES Toulouse (A. Zwick, A. Mlayah, M. Monthioux)
  • LCC Toulouse (B. Meunier, A. Robert, D. de Caro, C. Faulmann, I. Malfant, P. Lacroix)
  • SUPAERO Toulouse (D. Bajon)
  • NOPSYS (J. C. Cau)
  • Soleil (J. P. Itié)
  • CEA Saclay (G. Chaboussant)
  • Université Sorbonnes (T. Mallah, L. Catala, M. L. Boillot, V. Marvaud, R. Lescouezec)
  • Université de Nancy (S. Pillet, C. Lecomte, E. Bendeif)
  • Université de Dijon (B. Domenichini)
  • ESRF (A. Chumakov)
  • Université Sorbonnes (T. Mallah, L. Catala, M. L. Boillot, V. Marvaud, R. Lescouezec)
  • Université de Grenoble (B. Barbara, S. Cobo)
  • ENS Lyon (G. Matouzenko, S. Borshch, D Luneau, N. Brefuel)
  • GERFLOR (C. Ferlay)
  • ENERSENS (B. Florentino, D. Lesueur)
  • Univ. Montpellier (F. Terki, Y. Guari, J. Larionova, G. Felix, J. Long)


International partners

  • Irlande du nord : Univ. Belfast (J. Mc Garvey, S. Bell)
  • Angleterre : Univ. Kent (H. J. Shepherd), Queen Mary U. London (P. A. Szilagyi)
  • Pays-Bas : Univ. Leiden (J. Reedijk, S. Bonnet, J. Haasnoot), Univ. Gröiningen (W. Browne, P. Van Koningsbruggen)
  • Belgique : Univ. Louvain (Y. Garcia)
  • Suisse : Univ. Geneva (A. Hauser, C. Piguet, L. M.  Lawson Daku)
  • Espagne : Univ. Valencia (J. A. Real, C. Munoz), Univ Barcelona (D. Ruiz-Molina, G. Aromi), IMDEA Madrid (J. Sanchez Costa, R. Miranda, D. Ecija), ICREA Tarragona (J. R. Galan-Mascaros)
  • Allemagne : Univ. Lubeck (H. Paulsen), Univ. Bayreuth (B. Weber, L. Dubrovinsky), Univ. Mainz (V. Ksenofontov)
  • Autriche : Univ. Vienna (W. Linert, P. Weinberger)
  • Slovaquie : Univ. Bratislava (R. Boca, J Pavlik, I. Salitros)
  • Hongrie : Univ. Sopron (L. Csoka), Univ Budapest (Z. Homonnay, G. Vanko, A. Vértes)
  • Moldavie : Univ. Kichinev (O. Palamarciuc)
  • Roumanie : Univ. Succeava (A. Rotaru), Univ. Iasi (C. Enashescu)
  • Italie : Univ. Florence (R. Sessoli), Univ Bologna (M. Cavallini)
  • Ukraine : Univ. Kiev (I. Fritsky, I. Guralskiy, Z. Voitenko)
  • Russie : Univ. Ekaterinbourg (M. Fedin)
  • Etats-Unis : Univ. Nebraska (P. Dowben), Univ. Florida (D. Tallam;, M. Meisel), Univ. Illinois (R. Van der Veen)
  • Mexique : UNAM (P. Carreon, V. Velazquez, E. Hernandez, R. Arcos, N. Farfan), CIO Léon (J. L. Maldonado, G. Ramos)
  • Maroc : MASCIR Rabat (Z. Sekkat, T. Mahfoud)
  • Tunisie : Univ. Monastir (S. Bedoui)
  • Algérie : Univ. Oran (M. Belbachir)
  • Corée du Sud : Univ. Daejon (C. Kim)
  • Japon : Univ. Kyoto (K. Tanaka), Univ. Tokyo (S. Miyashita, S. Ohkoshi), Univ. Toho (T. Kitazawa)
  • Chine : Univ.  Nanjing (X. Bao), Univ. Guangzhou (M. L. Tong), Univ.  Lanzhou (J. Zhao), Univ. Shaanxi (H. Peng)


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EU and international contracts

– 2021-2026 : Projet ERC E-MOTION : Molecular Materials for a new generation of artificial muscles

– 2021-2024 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Yongjian Lai.

– 2021-2024 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Fayan Lai.

– 2021-2024 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Xinyu Yang.

– 2020-2023 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Lijun Zhang.

– 2020-2023 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Shiteng Mi.

– 2019-2022 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Yue Zan.

– 2019-2022 : Projet ECOS Nord, Mexique, N° M18P01 : 1″Ingénierie de films minces à transition de spin pour des applications en micro(opto)-électromagnétique”

National contracts (ANR, PHRC, FUI, INCA, etc.)

– 2021-2025 : Electronically active thin-films for new concepts of nano-devices

–  2019-2023 : Salmon L., ANR Actionnement nanomoléculaire pour une nouvelle génération de muscles artificiels – NAGAM (ANR-19-CE09-0008-01)



EU and international contracts

– 2018-2021 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Yuteng Zhang.

– 2018-2019 : Bourse Master de l’Ambassade de France en Ukraine d’Alina Kandel.

– 2017-2020 : Bourse doctorale du CONACYT (Mexique) de Elias Angulo Cerrera.

– 2018-2019 : Bourse doctorale de l’Université de Bratislava (Slovaquie) de Barbora Brachnakova.

– 2016-2020 : Projet Européen H2020-MSCA-RISE (Multifunctional Spin Crossover Materials).

– 2014-2017 : Bourse doctorale du CONACYT (Mexique) de Dolores Manrique.

– 2014-2017 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Changlong Wang.

– 2014-2015 : Bourse Eiffel de Constantin Lefter

– 2013–2015 : Bourse Marie Curie de José Sanchez Costa (FP7-PEOPLE-2012-IEF).

– 2012-2015 : Bourse Marie Curie de Simon Tricard (FP7-PEOPLE-2012-CIG)

– 2012-2015 : Bourse doctorale du CONACYT (Mexique) de Edna Hernandez Gonzalez.

– 2012-2015 : Bourse doctorale CSC (Chine) de Haonan Peng.

– 2012–2017 : LIA France-Mexique Laboratoire de Chimie Moléculaire avec applications dans les Matériaux et la Catalyse.

– 2010–2016 : GDRI Franco-Ukrainien en Chimie Moléculaire

– 2012–2020 : GDR Magnétisme et Commutation Moléculaires II.

National contracts (ANR, PHRC, FUI, INCA, etc.)

– 2018-2021 : Projet FUI “soutenu par les pôles de compétitivité DERBY (Occitanie) et TENNERDIS (Rhone Alpes) et impliquant quatre industriels (GERFLOR, ENERSENS, MANASLU et COMBO) et financé par BPI France.

– 2018-2019 : Routaboul L., Lauréate pour un contrat postdoctoral du Projet Emergence du CNRS

– 2017-2020 : Salmon L., Lauréat pour un contrat doctoral dans la cadre de l’Appel à Projet de Recherche de L’Université de Toulouse. Projet « AMMA : Actionnement Moléculaire pour une nouvelle génération de Muscles Artificiels »

– 2017-2020 : Contrat doctoral co-financé par la région Occitanie de Mario Piedrahita

– 2016-2018 : Molnar G., Lauréat pour un contrat doctoral dans la cadre de l’Appel à Projet de Recherche de L’Université de Toulouse.

– 2016-2018 : Contrat doctoral co-financé par la région Occitanie de Alin Bas

– 2016-2017 : Molnar G., Lauréat pour un contrat postdoctoral dans la cadre de l’Appel à Projet de Recherche de l’IDEX Toulouse.

– 2016-2017 : Molnar G., Lauréat pour un contrat postdoctoral dans la cadre de l’Appel à Projet de Recherche de la région Midi-Pyrénées.

– 2014–2017 : ANR Blanc SIMI7 NANOHYBRID : Nanostructures hybrides bistables.

– 2013–2016 : ANR Blanc International avec Roumanie SWITCHELEC : Molécules commutables pour la nanoélectronique et la spintronique.

– 2013–2016 : Bourse de doctorat de l’Ambassade de France en Ukraine de Iurii Suleimanov, thèse en cotutelle avec l’Université de Kiev.

– 2010–2014 : ANR P2N THERMOSPIN : Nanoparticules bistables pour l’imagerie thermique à haute résolution spatiale et temporelle.

– 2010–2014 : ANR Blanc SIMI10 CHEMOSWITCH : Couches Minces bistables nano-structurées de polymères de coordination pour des capteurs de gaz photoniques.

– 2010–2014 : ANR Blanc SIMI7 CROSSNANOMAT : Nanomatériaux moléculaires bistables.



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Future of our PhD students:  theme and current position

Amel Akou (2009-12), Diffractive gas sensors, CEA Marcoule

Elias Angulo Cerrera (Since 2017), Microactuators, LCC, Toulouse

Carlos Bartual (2007-10), Hofmann chlatrates, Univ. Valencia, Spain

Alin Ciprian Bas (2016-19), Thin films, Univ. Suceava, Romania

Salma Bedoui (2009-12), Dynamical phenomena, Univ. Monastir, Tunesia

Nicolas Bréfuel (2001-04), Pressure effects, CEA Grenoble

Alaa Fahs (Since 2018), Surface and size effects, LCC, Toulouse

Sébastien Bonhommeau (2003-06), Photoswitching, Univ. Bordeaux

Saioa Cobo (2004-07), Spin crossover nano-objects, Univ. Grenoble

Gautier Félix (2011-14), Finite size effects, CNRS Montpellier

Illia Guralskyi (2009-12), Spin crossover nanoparticles  Univ. Kiev Ukraine

Thomas Guillon (2004-07), Dielectric properties, Tarbes

Edna M. Hernadez Gonzalez (2011-15), Scanning probe microscopy, UNAM, Mexico

Abdulkader Khaldoun (2011-14), Surface plasmon resonance   Univ. Tripoli, Lebanon

Olena Kraieva (2012-15), Nanothermometry, Akka Technologies, Cannes

Constantin Lefter (2013-16), Electronic devices , Renault, Bucharest, Romania

Tarik Mahfoud (2007-11), Electrical properties, MASCIR, Rabat, Marocco

Dolores Manrique (2014-17), Microactuators, CNRS, Toulouse

Mirko Mikolasek (2013-16), Finite size effects, ALCEN, Toulouse

Rosalba Miranda (Since 2019), Organic electronics, LCC, Toulouse

Nawel Ould Moussa (2004-07), Photoswitching phenomena, XLIM, Limoges

Haonan Peng (2012-15), Spin crossover nanoparticles, Shaanxi Normal University, Xi’an, China

Mario Piedrahita-Bello (Since 2017), Artificial muscles, LCC, Toulouse

Carlos M. Quintero Pinzon (2009-12), Fluorescent hybrids, INGETEAM, Toulouse

Sylvain Rat (2014-17), Actuating materials, Max Planck, Berlin, Germany

Iuri Suleymanov (2012-15), Hybrid nanomaterials, CIRIMAT, Toulouse

Petra Szilagyi (2004-07), Mössbauer spectroscopy, Queen Mary University of London, UK

Changlong Wang (2014-17), Nanoparticles, Max Planck, Mulheim, Germany



Laboratoire de chimie de coordination du CNRS

205 route de Narbonne, BP 44099
31077 Toulouse cedex 4

+ 33 5 61 33 31 00