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Sujet de stage / Master 2 Internship

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Fonctionnalisation et assemblage de nanoparticules d’or pour la plasmonique et la nanomédecine.

Spécialité : / CHIMIE

Contact : MARGUET Sylvie,
e-Mail : sylvie.marguet@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 62 83
Laboratoire : /

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-6 mois
Date limite de constitution de dossier : 15/04/2020

Résumé :
Nous proposons de fonctionnaliser des nanoparticules d’or pour les rendre biocompatibles et de fabriquer des nanostructures en 2D par auto-assemblage pour la plasmonique.

Sujet détaillé :
Nos activités se concentrent sur la synthèse et l'auto-assemblage de nanoparticules d'or (Au-NPs) de haute qualité, avec des tailles et des formes variées, afin de disposer de matériaux appropriés pour la recherche dans les domaines de la plasmonique et du médical (thérapie/imagerie/diagnostic). Les propriétés de ces nanostructures sont étudiées en collaborant avec des experts afin de découvrir des propriétés inattendues (1-5).
Nous synthétisons des Au-NPs, non disponibles commercialement, tels que des cubes, triangles ou plaquettes de tailles et d’épaisseurs variables. L’excitation des plasmons déclenche une cascade de processus complexes qui amène ces NPs à se comporter comme des nanosources de lumière, de chaleur ou de porteurs chauds (électron/trou) selon leur morphologie, leur environnement proche et le mode d'irradiation (continu ou pulsé). Il a été montré récemment que ces Au-NPs, peuvent générer de l'oxygène singlet (1O2) et des radicaux libres de l'eau (ROS) utiles pour la photothérapie du cancer (projet PLAN CANCER Heppros). Les points chauds (électromagnétiques) existants entre des AuNPs organisées en réseaux bidimensionnel (2D) sur un substrat, offrent des interstices de très petites tailles dont nous tirerons parti pour exalter l’interaction lumière-matière, générer de la chaleur (thermoplasmonique) ainsi que des transferts de charge (nanophotochimie) de façon très localisée.

Le stage se déroulera au LEDNA au CEA-Saclay (DRF-IRAMIS-NIMBE-LEDNA). Il consistera à développer un savoir-faire d’auto-assemblage en 2D de nanoparticules d’or à l’interface entre deux liquides. Dans un deuxième volet il s’agira de les enrober d’une couche de silice (cœur-coquille Au@SiO2) dans le but de les rendre biocompatibles et notamment permettre leur incorporation dans des neurones (projet ANR Sinapse). Ce travail pourra être poursuivi en thèse.

1) A. Movsesyan, et al., J. Opt. Soc of America, 2019 ,“Influence of the CTAB surfactant layer on optical properties of single metallic nanospheres”
2) C Molinaro et al. , Phys Chem Chem Phys, 2018, “From plasmon-induced luminescence enhancement in gold nanorods to plasmon-induced luminescence turn-off: a way to control reshaping”
3) S. Mitiche et al. , J. Phys. Chem. C, 2017, “Near-Field Localization of Single Au Cubes, a Predictive Group Theory Scheme.”
4) M. Pellarin et al. , ACS Nano, 2016, “Fano Transparency in Rounded Nanocube Dimers Induced by Gap Plasmon Coupling.”
5) C.Molinaro et al. , J. Phys. Chem. C, 2016, “Two-photon luminescence of single colloidal gold nanorods: revealing the origin of plasmon relaxation in small nanocrystals”
Techniques utilisées au cours du stage :
Chimie colloïdale et chimie sol-gel. Microscopies électroniques MEB et TEM. Spectroscopie d'extinction.

Mots clés : Plasmonique, photochimie

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