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Synthèse de nanoparticules de graphène
Graphene nanoparticles synthesis

Spécialité

Chimie organique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

01-04-2018

Durée

5 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CAMPIDELLI Stéphane
+33 1 69 08 51 34/23 77

Résumé/Summary

Le terme graphène regroupe toute une famille de matériau. Dans ce projet, nous proposons de construire par des méthodes synthèses organiques des nanoparticules de graphène qui ont un intérêt fondamental pour la photoluminescence, par exemple, et qui peuvent servir de brique de base pour la réalisation de graphène de synthèse.

Sujet détaillé/Full description

Le graphène est un matériau bidimensionnel issu, à l'origine, du graphite. Depuis sa découverte qui a valu le Prix Nobel de Physique à Geim et Novoselov en 2010, le graphène a provoqué l'engouement de la communauté scientifique. Le graphène possède des propriétés optiques, électroniques et mécaniques exceptionnelles qui en font un matériau de choix pour de très nombreuses applications : électronique/optoélectronique rapide et flexible, électrode ou matériau actif dans le domaine des énergies renouvelables (photovoltaïque, fuel cells) ou pour les composites.

De nos jours le terme graphène regroupe toute une famille de matériau : graphène obtenu par exfoliation du graphite, graphène produit par "Chemical Vapor Deposition" (croissance sur un catalyseur à partir de la décomposition d'un dérivé carboné), oxyde de graphène ou nanoparticules et rubans de graphène synthétisé grâce à des procédés de chimie organique. Ces matériaux possèdent des propriétés légèrement différentes et le matériau choisi dépendra de l'application finale.

Dans ce stage, nous proposons de synthétiser des nanoparticules de graphène et d'étudier leurs propriétés optiques et électroniques. La synthèse de motifs graphéniques originaux est basée sur la condensation de molécules polyaromatiques.1-3 Elle sera d'abord limitée à des petites molécules et ira progressivement vers la réalisation de réseaux.4;5

Ce stage demande une formation de chimiste organicien. Le stage s'effectuera au Laboratoire d’Électronique Moléculaire du CEA-Saclay. Le projet sera mené en collaboration avec d'autres équipes du CEA, de l'ENS Cachan et de l'ENS Paris. Le/la candidate devra avoir un gout prononcé pour le travail interdisciplinaire et aimer relever des défis.

Références.
1. A. J. Berresheim, M. Müller, and K. Müllen, Chem.Rev., 1999, 99, 1747.
2. X. Yan, X. Cui, B. Li, and L.-S. Li, Nano Lett., 2010, 10, 1869.
3. X. Yan, X. Cui, and L.-S. Li, J.Am.Chem.Soc., 2010, 132, 5944.
4. J. Cai, P. Ruffieux, R. Jaafar, M. Bieri, T. Braun, S. Blankenburg, M. Muoth, A. P. Seitsonen, M. Saleh, X. Feng, K. Müllen, and R. Fasel, Nature, 2010, 446, 470.
5. M. Gille, A. Viertel, S. Weidner, and S. Hecht, Synlett, 2013, 24, 259.

Compétences/Skills

Synthèse organique, RMN, spectrométrie de masse.
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Surfaces polymères bactériostatiques
Bacteriostatic polymer surfaces

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+4/5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

01-06-2018

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CARROT Géraldine
+33 1 69 08 21 49

Résumé/Summary

Stage M1 ou M2 :
Le sujet de ce stage porte sur la synthèse et le greffage sur des surfaces, de polymères bactériostatiques. Le but est d'incorporer ces polymères sous forme de couche ou de copolymère, dans des films de polyéthylène, constituant principal des films alimentaires. En plus de la chimie, les polymères et les surfaces seront caractérisés par diverses techniques d'analyses (RMN, FTIR, XPS, microscopie, angle de contact...), avant de faire l'objet d'études en microbiologie. Ce travail se fera au CEA (Laboratoire LICSEN/NIMBE) pour la partie chimie/caractérisation, en collaboration avec l'INRA-AgroParisTech (Laboratoire B2HM) pour la caractérisation et les tests de microbio. Ce stage bénéficie d’un soutien industriel et peut se poursuivre par une thèse.
M1 or M2 level internship:
This project consists in the synthesis and the surface grafting of bacteriostatic polymers. The objective is to incorporate these polymers as a layer or a copolymer inside polyethylene films (main materials of food films). In addition to chemistry, both polymers and surfaces will be characterized by several analytical techniques (NMR, FTIR, XPS, microscopy, contact angles ...) before being studied in microbiology. This project will be performed at CEA ( Laboratory LICSEN/NIMBE) for the synthesis and surface chemistry part, in collaboration with INRA-AgroParisTech (Laboratory B2HM) for the characterization and microbiological tests. This project has an industrial support and may continue with a PhD thesis.


Sujet détaillé/Full description

Les infections microbiennes sont une des grandes préoccupations de nombreuses applications commerciales comme les textiles, l’emballage alimentaire, la purification de l’eau ou les équipements médicaux. Ici nous nous intéressons surtout à la problématique emballage où le challenge est de diminuer la charge microbienne (pour augmenter la durée de conservation, DLC). Nous chercherons à incorporer préférentiellement des polymères bactériostatiques dans l'emballage car ceux ci présentent l'avantage de posséder à la fois une certaine mobilité et une résistance aux conditions (température, stretching...) utilisées dans les procédés d'emballage. L'objectif de ce projet est donc de former un film polymère bactériostatique (à la fois attractif et biocide) où les bactéries seront piégées afin de limiter leur croissance et leur multiplication, responsable de l'altération du produit. Des résultats prometteurs ont déjà été obtenus sur le greffage de polymères bactériostatiques sur des surfaces et nous chercherons à développer un protocole de synthèse afin de fonctionnaliser des films de polyethylene, matériau principale des films alimentaires. Après la caractérisation des polymères et des surfaces qui se fera avec les techniques disponibles dans les Laboratoires Partenaires de l'INRA et du CEA, des études microbiologiques (en particulier adhésion, viable cultivable et biofilms) seront menées avec les microbiologistes de l'INRA.
Nous recherchons pour ce stage, un étudiant M2 motivé qui possède une solide formation en chimie des polymères et des connaissances en sciences des surfaces (synthèse et caractérisation). Un goût marqué pour la biologie (et en particulier la microbiologie) avec une expérience dans ce domaine est également souhaitable. Enfin, le côté appliqué du projet dans le domaine de la plasturgie doit aussi présenter un intérêt pour le futur candidat... Ce projet possède déjà un financement de thèse qui pourra débuter en octobre 2017 à la suite du stage.
Microbial infections are a major concern for many commercial applications such as textiles, food packaging, water purification or medical equipment. Here we are interested mainly in packaging where the challenge here is to reduce the microbial loading (to increase shelf life). The objective is to preferentially incorporate bacteriostatic polymers in packaging due to their advantages of having some mobility and resistance to packaging process conditions (temperature, stretching ...). The objective of this project is to form a bacteriostatic polymer film (both attractive and biocide) where bacteria will be trapped to limit their growth and multiplication, responsible for spoilage. Promising results have already been obtained on the grafting of bacteriostatic polymers onto surfaces and we want to develop a synthetic protocol to functionalize polyethylene films, main material of food films. After characterization of polymers and surfaces that will be performed with the techniques available in Partners' Laboratories (INRA and CEA), microbiological studies (especially adhesion, viable cultivable and biofilms) will be conducted with microbiologists from INRA.
We are looking for a very motivated student with a solid background in polymer chemistry and surface science (synthesis and characterization). An interest for biology (especially microbiology) with experience in this field is desirable. Finally, the applied side of the project in the field of plastics should also be of interest for the future candidate ... This project already has a PhD funding (beginning in October 2017), following the internship.

Mots clés/Keywords

Chimie des polymères, fonctionnalisation de surface, films alimentaires
Polymer chemistry, surface fonctionnalisation, food films

Compétences/Skills

Synthèse polymères, FTIR, Angle de contact, microscopie, profilométrie, XPS
Polymer chemistry, FTIR, Contact angle, microscopy, profilometry, XPS
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Nano-objets polymères et hybrides sous irradiation
Polymer and hybrid nano-objects under irradiation

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+4/5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

02-05-2018

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CARROT Géraldine - RENAULT Jean-Philippe
+33 1 69 08 21 49

Résumé/Summary

Stage M1 ou M2 :
Le projet consiste à synthétiser et à caractériser des nanoparticules polymères à partir de copolymères amphiphiles dont un des blocs est radiosensible. L'autre voie explorée consiste à former des nanoparticules métalliques (effet radiosensibilisant) avec une couronne polymère. L'objectif est ensuite d'incorporer dans ces objets des principes actifs (par interactions hydrophobes ou greffage covalent).
M1 or M2 level internship:
The project consists in the synthesis and the characterization of polymer nanoparticles from amphiphilic copolymers with one radiosensitive block. The other issue is to form metal nanoparticles (radiosensitizing effect) with a polymer corona. The objective is then to incorporate drugs inside these objects (by hydrophobic interactions or covalent grafting).

Sujet détaillé/Full description

Ce projet repose sur le développement de nouveaux systèmes de relargage de principes actifs basés sur la dégradation de polymères par irradiation. Ce type de stimulus n'a jamais été exploré auparavant, pour de telles applications. Cela permet d'envisager un vrai couplage radiothérapie/ chimiothérapie qui se différencie du simple relargage ciblé. Jusqu'ici, nous avons vérifié la faisabilité du procédé par des expériences sur divers films polymères (augmentation du relargage avec la dose d’irradiation). Maintenant, l'objectif est de réaliser la synthèse d'une bibliothèque de copolymères amphiphiles originaux, avec un bloc polymère soluble dans l'eau/biocompatible, et un autre bloc hydrophobe/radiosensible. L'auto-assemblage dans des micelles ou des vésicules mènera à des objets avec un coeur radiosensible où sera localisé le principe actif. Une autre stratégie consiste en l'utilisation d'objets hybrides à base de nanoparticules métalliques (NPs) qui augmentent localement l’effet du rayonnement. Les NPs seront soit incorporées directement dans les micelles polymères, soit fonctionnalisées par une couronne de polymère où pourra être greffé ultérieurement le principe actif. Le premier avantage de ces nouveaux systèmes est de contrôler plus finement le ciblage des principes actifs vers les cellules tumorales afin de limiter les effets secondaires liés à la chimiothérapie et la radiothérapie, via la position du faisceau d'irradiation et/ou les doses absorbées.

Le stage pourra commencer dès le premier trimestre 2016. Merci de prendre garde au délai de traitement des dossiers et de prendre contact au plus tôt avec les responsables.
This project involves the development of new delivery systems for drugs based on the degradation of polymers by irradiation. This new stimulus has never been explored for such applications. This permits to consider a coupled chemo- and radiotherapy beyond the simple trigger release. So far, we have checked the feasibility of the process via experiments on various polymer films. Now, the objective is to perform the synthesis of a library of original amphiphilic copolymers, i.e. with a water-soluble/biocompatible part, together with a hydrophobic/radiosensitive part. The self-assembly into micelles or vesicles will lead to objects with a radiosensitive core where the drug will be located. The other strategy consists in the use of hybrid objects based on metallic nanoparticles (NPs) which increase the local radiation effect. The NPs will be either incorporated to the polymer micelle core, or functionalized with a polymer corona. The first advantage of these new systems is to control more finely the targeting of drug to the tumor cells and to avoid the side effects associated with chemotherapy and radiotherapy, by controlling the position of the irradiating beam and /or the absorbed doses.

Mots clés/Keywords

Chimie des matériaux, Polymères, Organique/ inorganique, Nano-objets
Materials chemistry, Polymers, Organic/ Inorganic, Nano-objects

Compétences/Skills

Synthèses polymères, Chimie organique, Chromatographie d' exclusion stérique (GPC), Spectroscopie UV et FTIR, Thermogravimétrie (TGA), Diffusion de la Lumière.
Polymer synthesis, organic chemistry, SEC, UV and FTIR spectroscopies, TGA, light scattering, etc...

Logiciels

Excel, Origin

 

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