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Univ. Paris-Saclay

Les sujets de thèses

8 sujets IRAMIS

Dernière mise à jour : 18-06-2019


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• Matière molle et fluides complexes

 

Batterie au Li-métal à électrolyte hybride avec conduction par ions lithium uniquement

SL-DRF-19-0554

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Laboratoire Léon Brillouin (LLB)

Groupe de Diffusion Neutron Petits Angles

Saclay

Contact :

Jacques JESTIN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2019

Contact :

Jacques JESTIN

CNRS - LLB01/Laboratoire de Diffusion Neutronique

0661476825

Directeur de thèse :

Jacques JESTIN

CNRS - LLB01/Laboratoire de Diffusion Neutronique

0661476825

Aujourd'hui et dans les années à venir, le développement des batteries à haute performance, sûre et à faible coût est la clé pour l'expansion des industries et des marchés importants tels que les véhicules électriques et les énergies renouvelables. La technologie de batterie au lithium-métal polymère (LMP) est sans doute la plus attrayante. Le lithium métal est l’anode de choix avec sa capacité spécifique 10 fois plus élevée que celle utilisée dans les batteries Li-ion, pour produire des batteries de très haute densité d’énergie. De plus, le lithium métal est le seul choix pour profiter des capacités élevées des technologies lithium-air et lithium-soufre. Cependant, les électrolytes polymères secs ne fonctionnent qu’à 80°C, une température où les propriétés mécaniques sont insuffisantes et leur fenêtre de stabilité électrochimique est limitée. Comme pour les électrolytes liquides, la fraction de charge portée par Li+ est faible (t+< 0.2), ce qui limite les performances électriques.



Dans ce contexte, le principal objectif de la thèse est de développer une batterie LMP capable de fonctionner à température ambiante sur un grand nombre de cycles (> 1000). Pour atteindre cet objectif, nous proposons une approche multidisciplinaire réunissant différentes compétences dans les domaines de chimie organique et polymère, de matériaux hybrides, de transport des ions, d’électrochimie et de stockage électrochimique pour concevoir un électrolyte solide multifonctionnel « révolutionnaire ». Cet électrolyte réunit les différentes propriétés antagonistes telles que une conductivité ionique élevée à température ambiante, des propriétés mécaniques élevées, une grande stabilité électrochimique des interfaces.



Le projet de thèse est donc consacré à :

•La fonctionnalisation de la surface des nano-charges, par exemple oligomères de silsesquioxanes polyédriques (POSS), silice colloïdale ou nano-fibres de cellulose, avec les courtes chaines de polyoxyéthylènes (POE) amorphe et/ou avec le sel de lithium à base de l’anion TFSI .

•La formulation des électrolytes hybrides auto-dopés par le mélange de nano-charges fonctionnalisées avec une matrice conducteur d’ion Li+ (par exemple les POE réticulés).

•La caractérisation approfondie des électrolytes nano-hybrides préparés qui comprend la dispersion des nano-charges dans la matrice de polymère, la dynamique (macro)moléculaire et les propriétés macroscopiques (transport et mécanique). Ces caractérisations permettent d’établir la relation entre la structure/composition et les propriétés macroscopiques.

•La construction d’un prototype de batterie LMP pour quantifier les nouveaux électrolytes nano-hybrides.



Les électrolytes hybrides auto-dopés proposés auront (i) une valeur de tLi+ proche de 1 parce que l’anion est greffé de manière covalente aux nano-charges. Li+ est le seul ion mobile dans le milieu ; (ii) une conductivité ionique élevée (par exemple =10-4 S/cm à température ambiante) grâce aux mobilités élevées des chaines courtes de POE greffées à la surface de nano-charges ainsi qu’à l’emploi d’un sel lithium hautement dissocié ; (iii) des propriétés mécaniques suffisantes pour contrer la croissance dendritique grâce au rôle de renfort des nano-charges et au réseau réticulé de la matrice conducteur d’ion ; (iv) une stabilité électrochimique élevée jusqu’à 5V vs Li+/Li (potentiel nécessaire pour utiliser les matériaux actifs de haut potentiel dans l’assemblage de la batterie) du fait du greffage de l’anion ; (v) une stabilité thermique améliorée pour la sécurité grâce à la présence de nano-charges, en particulier les POSS.



Ce projet sera mené en collaboration étroite entre le Laboratoire Léon Brillouin (DRF/IRAMIS) au CEA Saclay, le Laboratoire d’Electrochimie et de physicochimie des matériaux et des interfaces (LEPMI/Grenoble INP) à Grenoble et l’Institut de Chimie Radicalaire (Université Aix-Marseille) de Marseille.

Batteries "lithium métal polymère" : Vers un fonctionnement à température ambiante

SL-DRF-19-0563

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Laboratoire Léon Brillouin (LLB)

Groupe Biologie et Systèmes Désordonnés

Saclay

Contact :

Jean-Marc ZANOTTI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2019

Contact :

Jean-Marc ZANOTTI

CEA - DRF/IRAMIS/LLB/GBSD

+33(0)476207582

Directeur de thèse :

Jean-Marc ZANOTTI

CEA - DRF/IRAMIS/LLB/GBSD

+33(0)476207582

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/jean-marc.zanotti/

Labo : http://www-llb.cea.fr/

Voir aussi : http://liten.cea.fr/cea-tech/liten/Pages/Accueil.aspx

Ce travail de doctorat propose de mettre en œuvre une méthode originale pour permettre l’utilisation de batteries "lithium métal polymère" à température ambiante.

Cet objectif sera atteint par la mise en conjonction de trois effets :

i) le confinement nanométrique de l’électrolyte polymère (Poly(Oxyde d’Éthylène) (PEO) + sel de lithium) au sein de membranes à base de tapis de NanoTubes de Carbone Alignés Verticalement (VA-NTC).

ii) l’utilisation de POE de faible masse molaire.

iii) la conduction ionique unidimensionnelle.



Les propriétés de transport des ions lithium et la conduction ionique seront contrôlées par deux distances caractéristiques : le diamètre des pores (1-4 nm) et la longueur totale des VA-NTC (de 10 à 500 µm). La compréhension des propriétés de transport sur des distances différant de plusieurs ordres de grandeur appelle naturellement à une approche multi-échelles.

Pour son volet fondamental, l'objectif premier de cette étude est de développer une approche expérimentale multi-échelles pour appréhender de façon globale la mobilité exaltée en confinement 1D.

Etude biophysique de la dynamique de la conformation de la chromatine au cours de la réplication du génome

SL-DRF-19-0435

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Frédéric GOBEAUX

Patrick GUENOUN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Frédéric GOBEAUX

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 24 74

Directeur de thèse :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/frederic.gobeaux/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

L’organisation tridimensionnelle du génome et sa dynamique dans des cellules vivantes sont déterminantes pour ses fonctions. Il est crucial de les comprendre et d’identifier les paramètres qui la contrôlent. L’état de l’art actuel permet d’appréhender l’organisation à courte portée (<10 nm) et à longue portée (>250 nm) de la chromatine dans le noyau. Cependant, il existe une zone intermédiaire (10-250 nm) où l’organisation spatiale de la chromatine est mal identifiée. Cette zone correspond précisément à la taille des complexes protéiques qui modifient la chromatine pour permettre la duplication du génome.



Nous étudierons par diffusion des rayons X des cultures cellulaires au cours de la duplication du génome et autres événements cellulaires. Grâce à un montage expérimental adapté nous mesurerons la dynamique de la conformation de la chromatine lors de la duplication du génome et compléterons cette analyse par des simulations numériques (dynamique moléculaire) afin de corréler la dynamique de la chromatine avec celle de la duplication du génome. Nous utiliserons différents mutants cellulaires et ajouterons des composés chimiques pour perturber le système et modifier les structures observées.



Ce projet est en collaboration entre une équipe de physique et une équipe de biologie et comportera pour l'étudiant des aspects des deux disciplines.

Fabrication de surfaces omniphobes

SL-DRF-19-0656

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Christophe FAJOLLES

Patrick GUENOUN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2019

Contact :

Christophe FAJOLLES

CEA - DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 60

Directeur de thèse :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/patrick.guenoun/index.html

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

Pour beaucoup d’applications (dégivrage, anti-adhésion, nettoyage) on recherche des surfaces capables d’éliminer facilement des gouttes qui s’y condensent. La méthode usuelle pour l’eau est de créer des revêtements de surface hydrophobes pour conférer aux gouttes d’eau un angle de contact élevé et une force d’hystérésis faible : les gouttes s’évacuent alors facilement sous l’influence de la gravité par exemple. Par contre, ces revêtements sont en général peu efficaces pour les gouttes d’huile et sont souvent fragiles à moyen terme. De plus ils peuvent être constitués d’espèces chimiques qui seront bientôt règlementées ou interdites ou bien, dans le cas de revêtements nanostructurés, sensibles à la pression qui les rend inefficaces (transition d’empalement).



Dans ce projet de thèse en collaboration avec une entreprise avec laquelle nous collaborons, nous proposons d’explorer deux nouvelles stratégies développées récemment dans notre laboratoire et dans la littérature.

La première consiste à adsorber ou greffer des molécules biocompatibles et biodégradables sur les surfaces d’intérêt pour créer un revêtement hydrophobe mais aussi suffisamment lipophobe. Nous comparerons différentes méthodes d’adsorption et de greffage pour optimiser les propriétés.



La seconde stratégie consiste à créer un revêtement de type liquide : comme les surfaces nanostructurées s’inspirent du lotus, cette stratégie s’inspire des plantes carnivores [1]. Une première méthode a consisté tout d’abord à infuser un liquide dans une couche poreuse [2] mais la stabilité du liquide peut poser problème. Plus récemment des polymères greffés ou adsorbés de type poly(dimethylsiloxane) sur des surfaces de verre ont montré des propriétés liquides qui permettent à des gouttes d’huile condensées sur elles de glisser très facilement [3,4]. Pourtant il n’a pas encore été montré de propriétés analogues convaincantes pour des gouttes d’eau où l’hystérésis reste encore assez grande.



Le projet doctoral, consistera à optimiser des surfaces réellement omniphobes par les deux méthodes. Pour ce faire nous explorerons différents types de polymères et différentes méthodes d’adsorption ou de greffage en contrôlant tout particulièrement la nature chimique des groupes de surface, l’énergie de surface associée (mesures de spectroscopie et de microscopie) et le comportement de gouttes sur les surfaces. On s’intéressera tout particulièrement aux recuits thermiques des couches ainsi qu’à leur vieillissement dans le temps en étudiant aussi les variations de pH ambiant.





[1] Bohn H.F., Federle W., 14138–14143 PNAS September 28, 2004 vol. 101 no. 39

[2] Wong, T. S.; Kang, S. H.; Tang, S. K.; Smythe, E. J.; Hatton, B.

D.; Grinthal, A.; Aizenberg, J. Bioinspired Self-Repairing Slippery

Surfaces with Pressure-Stable Omniphobicity. Nature 2011, 477, 443-

447.

[3] Wang, L.; McCarthy, T. J. Covalently Attached Liquids: Instant

Omniphobic Surfaces with Unprecedented Repellency. Angew. C hem.,

Int. Ed. 2016, 55, 244-248.

[4] Liu, P.; Zhang, H.; He, W .; Li, H.; Jiang, J.; Liu, M.; Sun, H.; He,

M.; Cui, J.; Jiang, L.; Yao, X. Development of “Liquid-Like”

Copolymer Nanocoatings for Reactive Oil-Repellent Surfac e. ACS

Nano 2017, 11 (2), 2248-2256.

Irréversibilité et physique hors-équilibre en turbulence

SL-DRF-19-0825

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes (SPHYNX)

Saclay

Contact :

François DAVIAUD

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2019

Contact :

François DAVIAUD

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX

01 69 08 72 40

Directeur de thèse :

François DAVIAUD

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX

01 69 08 72 40

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/francois.daviaud

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/SPHYNX

Les écoulements turbulents sont fondamentalement hors équilibre. Ils sont le siège de flux de quantité de mouvement, de chaleur ou d’énergie sur une gamme d’échelle couvrant plusiers ordres de grandeur. Le nombre de degrés de liberté correspondant est très grand et ne permet pas leur implémentation directe sur un ordinateur. Pour progresser, il faut donc être capable de modéliser ces flux en tenant compte du caractère hors-équilibre de la turbulence.



Le but de cette thèse est d’investiguer la validité du formalisme de la physique hors-équilibre (théorèmes de fluctuation-dissipation, fonction de grand déviations) dans un écoulement turbulent modèle de von Karman. Nous essaierons d’obtenir des mesures directes des champs de vitesse, pour caractériser, dans l’espace des échelles, les différents flux et leur relation avec les contraintes de forçage. Nous utiliserons des mesures de Particle Image Velocimetry 2D et 3D et une nouvelle méthode d’analyse multi-échelles similaire à la transformée en ondelettes.

Les cubosomes réactifs: une nano-plateforme auto-assemblée pour la délivrance multifonctionnelle

SL-DRF-19-0936

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Christophe FAJOLLES

Patrick GUENOUN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2019

Contact :

Christophe FAJOLLES

CEA - DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 60

Directeur de thèse :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/patrick.guenoun/index.html

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

Les cubosomes sont des particules nanométriques formulées à partir de phases cubiques bicontinues lipidiques. Les phases cubiques bicontinues eau-lipides [Luzzati, 1962] sont fabriquées à partir d'une seule bicouche lipidique continue, où le plan médian bicouche coïncide avec une surface minimale périodique infinie et subdivise l'espace en deux canaux d'eau imbriqués, mais non connectés [Scriven, 1976]. La grande surface de l'interface lipide-eau (400 m2g-1) rend ces nano-objets appropriés pour piéger des protéines, des peptides et d'autres biomolécules. De plus, leurs domaines continus polaires-apolaires permettent l’encapsulation d’une large gamme de molécules hydrophiles-hydrophobes et une libération lente de la cargaison, en maintenant la plage de concentration thérapeutique sur une plus longue période. Les cubosomes souffrent toutefois de possibilités limitées de contrôle de la charge et de la livraison des cargaisons potentielles. La taille des canaux d'eau, l'un des rares paramètres structurels disponibles, ne peut être modifiée que dans une gamme de taille relativement étroite et la nature chimique des lipides (ici la mono-oléine nommée MO), définissant également l'interface lipide-eau, ne peut pas être modifié de manière significative sans compromettre l’intégrité de la structure.



Dans ce projet de thèse, notre objectif est de donner de nouvelles possibilités au contrôle de l'absorption et de la libération dans les cubosomes, en développant des cubosomes prêts à réagir, et en offrant une flexibilité dans la fonctionnalisation des cubosomes en permettant des réactions orthogonales multidimensionnelles in situ, combinées au pouvoir de complexation d'inclusion fourni par les cyclodextrines (CD). En pratique, les lipides standards formant des structures seront fonctionnalisés pour permettre à des réactions orthogonales de chimie du clic de se produire à l'interface eau-lipide dans les canaux de ces labyrinthes lipidiques. Cela ouvrira la voie à l’élaboration de stratégies sophistiquées pour la cinétique de chargement et de décharge des nanoparticules avec une variété de charges utiles pertinentes.



La structure des cubosomes sera caractérisée par plusieurs techniques, telles que la diffusion de rayons X à petit angle (SAXS), la microscopie cryo-électronique (cryo-EM), la RMN et la calorimétrie à balayage différentiel (DSC) [Angelova, 2015; Li, 2015]. Malgré des travaux approfondis sur les cubosomes, des questions en suspens entravent encore les progrès dans la compréhension et le contrôle des mécanismes d’encapsulation et de libération. Combien de canaux communiquent réellement avec la solution, tous les cubosomes sont-ils ouverts, quel est le rôle de la forme et de la taille exactes dans les processus d'échange, pourquoi les cubosomes sont-ils le plus souvent décorés avec des poignées bicouches simples et quel rôle jouent-ils… ces questions nécessitent de concevoir des géométries expérimentales avancées pour relier structure et propriétés. Nous allons les aborder en réalisant des expériences cinétiques sur des cubosomes simples au microscope à fluorescence. Bien que pour de nombreuses applications thérapeutiques, les cubosomes soient mis en contact avec des cultures cellulaires, des expériences sur des systèmes modèles sont nécessaires pour évaluer les paramètres fondamentaux contrôlant le comportement des cubosomes aux interfaces huile / eau ou bicouche lipidique [Falchi, 2015].

Nous allons appliquer une chimie de synthèse en suivant des voies robustes [Osornio, 2012] pour parvenir à une fonctionnalisation in situ résumée. Les chemins sont suffisamment flexibles pour répondre aux exigences de marquage efficaces (deutérium ou fluorescence) ou aux modifications requises au cours du projet, telles que l'ajustement d'un espaceur entre les lipides et les groupes fonctionnels souhaités. Les groupes fonctionnels sont choisis pour être compatibles avec les méthodes de ligature modernes afin de permettre un accès ultérieur à de grandes bibliothèques de composés et à des méthodes à haut débit. Ils doivent également permettre des réactions orthogonales sélectives selon le paradigme de la chimie des clics de Sharpless. D'un intérêt particulier, la réaction de Huisgen AAC (alkyne-azidecycloaddition), généralement appelée réaction du premier clic, sera réalisée à l'aide de différents ensembles de paramètres (contrainte, catalyse au cuivre, catalyse au ruthénium,…). Les lipides fonctionnels sont conçus pour réagir après la formation de cubosomes, mais pourraient également entrer dans la préparation des cubosomes dans un processus à un seul récipient. Des cubosomes à nanomètres multicompartiments ont récemment été mis en évidence par l'incorporation de cyclodextrines amphiphiles (CD) pouvant véhiculer des substances insolubles dans l'eau [Zerkoune, 2016]. Dans ce projet, les surfaces des canaux seront fonctionnalisées avec des CD par des réactions in situ.

Les cyclodextrines seront considérées comme :



i) molécules modèles à relier à la membrane interne du cubosome dans le canal aqueux (par exemple, azido-cyclodextrine commune)

ii) porteur de molécules cachées à la membrane

iii) des cages pour contrôler la libération et moduler les constantes d'affinité, généralement d'un composé modérément hydrophile avec une affinité connue pour la cavité de la cyclodextrine.



Fait important, en fonction de la taille de l'anneau, des CD et de la capacité d'interaction, les CD peuvent offrir plusieurs comportements spécifiques avec les stabilisants pluroniques. Avec un faible effort chimique, les composés d'inclusion pourraient être favorisés ou gênés. Détermination de la structure. En plus des rayons X et d'autres techniques classiques, des espèces deutérées seront synthétisées pour la détermination de la structure par adaptation de contraste dans la diffusion neutronique. Le MO deutéré sera préparé dans une synthèse simple mais à plusieurs étapes à partir d’acide oléique deutéré [Darwish, 2013]. Des mélanges de MO deutéré non modifié et de MO chimiquement modifié permettront de contrôler le degré de mélange des molécules modifiées avec des molécules nues. Les composés deutérés permettront également aux expériences de RMN d'inspecter les phénomènes de diffusion, la cinétique de la réaction et l'organisation des membranes.





[Angelova, 2015] Angelov, B., Angelova, A., Drechsler, M., Garamus, V.M., Mutafchieva, R. and Lesieur, S. (2015) Identification of large channels in cationic PEGylated cu- bosome nanoparticles by synchrotron radiation SAXS and Cryo-TEM imaging. Soft Matter, 11, 3686–3692, 2015.

[Astolfi, 2017] Astolfi, P.; Giorgini, E.; Gambin, V.; … Vita, F.; Francescangeli, O.; Marchini, C. & Pisani, M. (2017), Lyotropic Liquid- Crystalline Nanosystems as Drug Delivery Agents for 5-Fluorouracil: Structure and Cytotoxicity, Langmuir 33, 12369-12378.

[Barriga, 2018] Barriga H.M.G., Holme M.N. and Stevens M.M. (2018), Cubosomes: the next generation of smart lipid nanoparticles, Angew. Chemie Int. Ed. 57, 2.

[Chong, 2011] Chong, Y.T.J., Mulet, X., Waddington, L.J., Boyd, B.J. and Drummond, C.J. (2011), Steric stabilisation of selfassembled cubic lyotropic liquid crystalline nanoparticles: high throughput evaluation of triblock polyethylene oxide-polypropylene

oxide-polyethylene oxide copolymers. Soft Matter, 7:4768.

[Darwish, 2013] Darwish, T.A., Luks, E., Moraes, G., Yepuri, N.R., Holden, P.J., James, M., (2013), Synthesis of deuterated oleic acid and its phospholipid derivative [D64]dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine. J. Label. Compd. Radiopharm. 56, 520–529.

[Elamari, 2010] Elamari, H., Jlalia, I., Louet, C., Herscovici, J., Meganem, F., Girard, C., (2010), On the reactivity of activated alkynes

in copper and solvent-free Huisgen’s reaction. Tetrahedron Asymmetry, Henri Kagan: An 80th Birthday Celebration Special Issue – Part 1 21, 1179–1183.

[Falchi, 2015] Falchi, A.M., Rosa, A., Atzeri, A., Incani, A., Lampis, S., Meli, V., Caltagirone, C. and Murgia, S., (2015), Effects of

monoolein-based cubosome formulations on lipid droplets and mitochondria of HeLa cells. Toxicology Research, 4, 1025-1036.

[Hyde, 1984] Hyde, S.T. and Andersson S.A (1984) Cubic structure consisting of a lipid bilayer forming an infinite periodic minimum

surface of the gyroid type in the glycerol monooleate-water system. Crystalline Materials, 1984.

[Kluzek, 2017] Kluzek, M., Tyler, A.I., Wang, S., Chen, R., Marques, C.M., Thalmann, F., Seddon, J.M. and Schmutz, M., 2017. Influence of a pH-sensitive polymer on the structure of monoolein cubosomes. Soft Matter, 13, 7571-7577.

[La, 2014] La, Y.; Park, C.; Shin, T. J.; Joo, S. H.; Kang, S. & Kim, K. T. (2014), Colloidal inverse bicontinuous cubic membranes of block copolymers with tunable surface functional groups, Nat. Chem. 6(6), 534-541.

[Landh, 1994] Landh, T. (1994), Phase behavior in the system pine needle oil Monoglycerides-Poloxamer 407-Water at 20ºC. J. Phys. Chem., 98, 8453.

[Li, 2015] Li, J.C., Zhu, N., Zhu, J.X., Zhang, W.J, Zhang, H.M., Wang, Q.Q, Wu, X.X., Wang, X., Zhang, J. and Hao, J.F. (2015) Self- Assembled cubic liquid crystalline nanoparticles for transdermal delivery of paeonol. Med Sci Monit., 21, 3298–3310.

[Luzzati, 1962] Luzzati V . and Husson F. (1962) The structure of the liquid-crystalline phases of lipid-water systems., J Cell Biol, 12(2):207–219.

[Osornio, 2012] Osornio, Y. M.; Uebelhart, P.; Bosshard, S.; Konrad, F.; Siegel, J. S. & Landau, E. M. (2012), Design and Synthesis

of Lipids for the Fabrication of Functional Lipidic Cubic-Phase Biomaterials, JOC 77, 10583-10595.

[Scriven, 1976] Scriven, L.E.(1976) Equilibrium bicontinuous structure. Nature, 263(5573):123–125

[Zerkoune, 2016] Zerkoune, L., Lesieur, S., Putaux, J.-L., Choisnard, L., Gèze, A., Wouessidjewe, D., Angelov, B., Vebert-Nardin, C., Doutch, J., Angelova, A. (2016), oft Matter 12, 7539–7550.

Métamateriaux auto-assemblés à base de copolymères à blocs

SL-DRF-19-0901

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l'Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Patrick GUENOUN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Directeur de thèse :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/patrick.guenoun/index.html

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

Les métamatériaux sont des matériaux "artificiels" qui sont créés pour atteindre des propriétés inaccessibles aux matériaux homogènes naturels. Ainsi en est-il de propriétés optiques comme des indices de réfraction négatifs qui peuvent être atteints par une structuration des métamatériaux à une échelle inférieure à celle de la longueur d’onde de la lumière. Dans ce travail de thèse, nous atteindrons une telle structuration (nanostructuration) en combinant l’auto-assemblage de copolymères sur des surfaces et l’insertion dans cet auto-assemblage de nanoparticules d’or. La matrice de copolymères fournit la nanostructuration à l’échelle et la géométrie voulue tandis que la présence d’or confère les propriétés optiques attendues. Cette thèse en collaboration entre le LIONS au CEA Saclay et le Centre de recherche Paul Pascal à Bordeaux bénéficiera des deux environnements pour mener une étude expérimentale qui consistera à préparer des surfaces, où des phases cylindriques ou bicontinues de copolymères seront orientées perpendiculairement au substrat. Après synthèse au laboratoire et insertion des nanoparticules d’or dans les structures, les propriétés optiques du matériau obtenu seront mesurées et analysées en vue de les modéliser.

“Smart membranes” pour batteries Lithium-Métal-Polymère.

SL-DRF-19-0850

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
Laboratoire d'accueil :

Laboratoire Léon Brillouin (LLB)

Groupe Biologie et Systèmes Désordonnés

Saclay

Contact :

Quentin BERROD

Jean-Marc ZANOTTI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2019

Contact :

Quentin BERROD

CNRS - DRF/INAC/SyMMES/STEP

(+33)(0)438786425

Directeur de thèse :

Jean-Marc ZANOTTI

CEA - DRF/IRAMIS/LLB/GBSD

+33(0)476207582

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/jean-marc.zanotti/

Labo : http://www-llb.cea.fr/

Voir aussi : https://icr-amu.cnrs.fr/

Le sujet propose une voie originale pour permettre l’utilisation des batteries « lithium métal polymère » à température ambiante. Cet objectif sera atteint par la mise en conjonction de trois effets : i) le confinement nanométrique de l’électrolyte au sein de membranes à base de tapis de NanoTubes de Carbone (NTC) alignés verticalement, ii) l’utilisation de POE de faible masse molaire et iii) la conduction ionique unidimensionnelle.



Le sujet passe par la synthèse d’une SMART membrane : le greffage de chaînes de POE de longueur nanométrique sur l’une des parois du tapis de NTC. Cet aspect est essentiel pour s’affranchir du caractère conducteur électronique des NTC. Par ailleurs, la conformation des chaînes greffées à l’entrée des NTC (chaînes étendues ou en pelote) dépendra fortement de l’environnement physico-chimique (pH, solvant, température …). Ces smart membranes, présentent donc aussi un intérêt en tant que "nano-valves" stimulables ou membranes de filtration.

 

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