UMR 3685 NIMBE : Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Énergie

NIMBE (Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Énergie) est une Unité Mixte de Recherche CEA‐CNRS (UMR 3685), spécialisée dans la conception, le façonnage et l'analyse de la matière de l’échelle du micron à l'échelle nanométrique, ainsi que la compréhension des mécanismes physicochimiques et leurs synergies à ces échelles.

L'ensemble de ces approches est appliqué en priorité aux grands enjeux sociétaux que sont les (nano)matériaux pour la gestion durable de l’énergie, le traitement de l'information, l’environnement, le diagnostic biomédical, le patrimoine…

NIMBE compte une centaine de chercheurs et techniciens permanents et s’appuie sur 7 laboratoires, tous membres d’un Labex :

L’unité fait partie des membres fondateurs de la Fédération de chimie physique du plateau de Saclay (FR3510 CNRS).

 

Ses principaux domaines d’activité sont :

  • Synthèse de nano-objets et matériaux nanostructurés, mise en forme et (nano)caractérisation et simulation: nanotubes de carbone et d'imogolite, nanoparticules par voies CVD et colloïdale, oxydes semiconducteurs poreux, copolymères à blocs…; mécanismes de nucléation, dynamique et réactivité dans les nanosystèmes; interfaces et fluides confinés; études sur les éléments légers dans les matériaux pour l'énergie; effets relativistes, équations intégrales.
  • Nanochimie pour l’électronique : Co-intégration; lithographie douce; électronique moléculaire; électronique souple imprimée; architectures innovantes.
  • Nanochimie pour la santé, l’environnement et le patrimoine : Capteurs et biocapteurs; imagerie RMN des interactions biologiques, notamment par des biosondes utilisant les gaz hyperpolarisés; auto-assemblage peptidique; vectorisation de médicaments; interactions entre vivant et environnement, toxicité, écotoxicité; archéométrie, patrimoine.
  • Nanochimie pour la gestion durable de l'énergie : Stockage électrochimique (batteries); stockage chimique (H2, CO2); conversion chimique-électrique (Piles à Combustible); conversion lumière-électrique (photovoltaïque); cycles de vie et durabilité des matériaux; nanochimie et autres filières énergétiques.
  • Instrumentation et modélisation en nanosciences : RMN portable; RMN ultrasensible par bruit de spin; détection de nanoparticules par spectrométrie de masse…

Presentation of the Division "Nanosciences and Innovation for Materials, Biomedicine and Energy ".

 

The "Nanosciences and Innovation for Materials, Biomedicine and Energy " research Unit

NIMBE (Nanosciences and Innovation for Materials, Biomedicine and Energy) is  a CEA-CNRS Joint Research Unit (UMR 3685), specialized in the design, shaping and analysis of matter from the micron to the nanometer scale, as well as the understanding of physicochemical mechanisms and their synergies at these scales.

All of these research approaches are applied in priority to the major societal challenges of (nano)materials for sustainable energy management, information processing, environment, biomedical diagnostics, ancient heritage materials, etc...

NIMBE gather about a hundred permanent scientists and technicians and relies on 7 laboratories (see above), all members of a Labex (Excellence laboratories).

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NIMBE (Nanosciences and Innovation for Materials, Biomedicine and Energy) est une nouvelle Unité Mixte de Recherche CEA‐CNRS (UMR 3685), spécialisée dans la conception, le façonnage et l'analyse de la matière de l’échelle du micron à l'échelle nanométrique, ainsi que la compréhension des mécanismes physicochimiques et leurs synergies à ces échelles.

L'ensemble de ces approches est appliqué en priorité aux grands enjeux sociétaux que sont les (nano)matériaux pour la gestion durable de l’énergie, le traitement de l'information, l’environnement, le diagnostic biomédical, le patrimoine…

NIMBE compte une centaine de chercheurs et techniciens permanents et s’appuie sur 7 laboratoires, tous membres d’un Labex :

 
#2301 - Màj : 09/02/2021
Thèmes de recherche

Caractérisation de matériaux pour l'énergie / Characterization of materials for energy

Les différentes filières énergétiques, telles que l'énergie nucléaire ou encore les nouvelles technologies autour de l'hydrogène, vecteur énergétique, ou le photovoltaïque, demandent des matériaux adaptés, dont il faut tester la durabilité et la fiabilité.

Caractérisation de matériaux pour l'énergie / Characterization of materials for energy
Chimie de surface pour la biologie et la santé

Chimie de surface pour la biologie et la santé

Surfaces et biologie (voir le LICSEN...)

De la molécule au matériau moléculaire

Pour obtenir des objets fabriqués avec des caractéristiques et des spécificités originales, la fabrication de matériaux moléculaires est abordée en assemblant des briques élémentaires, comme des atomes, des molécules simples ou complexes ou des nanostructures (nanotubes de carbone et feuilles de graphène notamment) sur des supports métalliques, minéraux ou organiques, du verre...

De la molécule au matériau moléculaire
Électronique organique et moléculaire

Électronique organique et moléculaire

L'électronique organique et moléculaire vise à développer un traitement de l'information basé sur différents types de nano-objets (molécules, bio-molécules, nanoparticules, nanotubes de carbone, graphène...).

Interfaces, fluides complexes et microfluidique

Selon le domaine (énergies bas carbone, nanosciences pour les technologies de l'information et de la santé (RF-TIS), interaction rayonnement-matière) plusieurs équipes de l'IRAMIS sont impliquées sur cette thématique.

Interfaces, fluides complexes et microfluidique
Matériaux et irradiation

Matériaux et irradiation

Les recherches sur ce thème portent sur des études fondamentales du comportement sous irradiation d’une grande variété de matériaux utilisés notamment dans le contexte de l’électronucléaire (alliages métalliques, verres, céramiques, polymères).

Nanostructures et biomolécules : biomédecine et nanotoxicité / Nanostructures and biomolecules: biomedicine and nanotoxicity

Du fait de leur taille, les nanoparticules peuvent interagir avec les éléments du vivant, de la cellule à la molécule biologique. Ceci peut être mis à profit en médecine pour cibler des traitements, mais peut aussi présenter des effets indésirables, lors d'une forte exposition.

Nanostructures et biomolécules : biomédecine et nanotoxicité / Nanostructures and biomolecules: biomedicine and nanotoxicity
Physique et vivant / Physics and life

Physique et vivant / Physics and life

Trois " métiers " de l'IRAMIS trouvent une extension naturelle vers la biologie :  L'ingénierie moléculaire, où les études d'interactions coopératives de molécules en solution trouvent une suite directe dans l'étude des protéines et des différents modes d'assemblage de molécules d'intérêt biologique, L'étude de la matière à haute densité d'énergie, où les travaux sur la radiolyse et les interactions rayonnement-molécule, se transposent directement à des molécules comme l'ADN, L'étude de la matière ultra divisée, domaine dans lequel les matériaux nanostructurés, la nanophysique et la biologie convergent naturellement.

Transformations catalytiques pour l’énergie

L’IRAMIS développe de nouveaux catalyseurs avec l'objectif de développer le stockage des énergies alternatives sous forme chimique, ou la conversion du CO2, la transformation de la biomasse,  et le recyclage des déchets polymériques, trois  sources de molécules de base pour l’industrie chimique, aujourd’hui issues de produits pétroliers.

Transformations catalytiques pour l’énergie
Chimie quantique et simulations moléculaires

Chimie quantique et simulations moléculaires

La chimie théorique utilise les méthodes de la chimie quantique et du calcul ab initio, pour modéliser les structures des molécules. A travers des potentiels d'interaction modéles tirés de ces simulations, la dynamique moléculaire classique permet de décrire leur comportement des assemblages chimiques. Au NIMBE/LCMCE cette activité porte essentiellement sur des composés de lanthanides ou d'actinides.

Nano-chimie, nano-objets / Nano-chemistry, nano-objects

Le développement des nanotechnologies s'appuie de plus en plus sur la logique d'assemblage spontané (auto-assemblage) ou non, des briques élémentaires que sont les nanoparticules.

Nano-chimie, nano-objets / Nano-chemistry, nano-objects
Matériaux nanocomposites nanostructurés (cristallisés et matière molle.) : de leur élaboration, à leurs propriétés.

Matériaux nanocomposites nanostructurés (cristallisés et matière molle.) : de leur élaboration, à leurs propriétés.

L'incorporation de nano-objets ou la nanostructuration (à une échelle < 100 nm) au sein d'un matériau (solide cristallisé ou matière molle) permettent d'élaborer des "nanomatériaux" aux propriétés physico-chimiques nouvelles (réactivité chimique, propriétés mécanique ou électrique, biologique...).

Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy

L’IRAMIS développe des matériaux nanostructurés pour les dispositifs photovoltaïques (PV) organique ou hybride : nanoparticules de silicium dopées ou non incluses dans différentes matrices, molécules spécifiques aux couches d’interface de cellules PV organiques, nanotubes de carbone fonctionnalisés par des chromophores, nanoparticules d’oxydes TiO2 dopées ou non en azote pour les cellules solaires à colorant cellules PV à base de Perovskite.

Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy
Capteurs chimiques et biochimiques, diagnostic médical / Chemical and biochemical sensors, medical diagnosis

Capteurs chimiques et biochimiques, diagnostic médical / Chemical and biochemical sensors, medical diagnosis

De nombreuses méthodes sont développées par les équipes de l'IRAMIS pour développer des capteurs chimiques sensibles, sélectifs  et efficaces. Pour ceci les nanotechnologies sont largement mises à contributions, avec l'utilisation de matériaux nanoporeux ou encore  d'objets fonctionnalisés. + microfluidique nano-objets  (effets plasmoniques, magnétiques, ...

Chimie environnementale et dépollution / Environmental chemistry and depollution

Les nanotechnologies offrent de nombreuses méthodes innovantes pour le piégeage de nombreux éléments polluants, chimiques, biologiques ou encore des métaux lourds.  Des méthodes de dépollution à l'aide de filtres à base de matériaux nanoporeux ou de fibres de carbone fonctionnalisées sont ainsi développées au LICSEN.

Chimie environnementale et dépollution / Environmental chemistry and depollution
Science des matériaux et chimie pour l'archéologie et le patrimoine / Material science and chemistry for archaeology and cultural heritage

Science des matériaux et chimie pour l'archéologie et le patrimoine / Material science and chemistry for archaeology and cultural heritage

Au delà des études visant à mieux comprendre et prédire l'altération des métaux anciens, l'équipe du LAPA utilise la science des matériaux et les méthodes de la chimie pour comprendre certains aspects des sociétés antiques en lien avec leur niveau technologique.

Synthèse et analyse en phase gazeuse de nano-objets / Synthesis analysis in gas phase of nano-objects

La plupart des synthèses chimiques sont réalisées en milieu liquide. Pour l'élaboration de nanoparticules et les nanomatériaux, de multiples méthodes de synthèse en phase gaz se révèlent particulièremetn utiles et performantes .

Synthèse et analyse en phase gazeuse  de nano-objets / Synthesis analysis in gas phase of nano-objects
Corrosion long terme de matériaux métalliques / Long term corrosion of multimaterials containing metals

Corrosion long terme de matériaux métalliques / Long term corrosion of multimaterials containing metals

Plusieurs pays envisagent de développer une technologie de barrières multiples pour la sécurité du stockage des déchets nucléaires. Une question centrale est de savoir modéliser le comportement sur le long terme (soit 100 à 1000 ans) des matériaux utilisés, en particulier des containers, en acier faiblement allié, et de la matrice vitrifiée.

Groupes de recherche / Laboratoires
Le Laboratoire "Archéomatériaux et Prévision de l’Altération" LAPA réunit des équipements et des chercheurs du CEA (NIMBE) et du CNRS (NIMBE UMR3685 et Laboratoire Métallurgies et Cultures de l'Institut de recherche sur les archéomatériaux IRAMAT UMR5060).
Laboratoire archéomatériaux et prévision de l'altération (LAPA)
Laboratoire d'Etude des Eléments Légers (LEEL)
Au sein du Laboratoire d'Etude des Eléments Légers (LEEL), les thèmes de recherche se concentrent autour du comportement des éléments légers dans les matériaux pour l'énergie. Les activités vont de la synthèse des matériaux à la caractérisation.
LICSEN was created in January 2014 by association within the NIMBE (UMR 3685) of  the former groups LCSI (SPCSI) and LEM (SPEC) see our publications here:   see our latest news here:   main industrial partners:     The LICSEN (Laboratory of Innovation in Surface Chemistry and Nanosciences) combines chemists and physicists (12 CEA staff members, 2 university associates, ~12 Ph.
Laboratoire d'Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences (LICSEN)
Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l'Energie (LCMCE)
LCMCE
Le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l'Energie (LCMCE) est spécialisé dans l’étude et la synthèse de composés moléculaires actifs, basés sur la chimie des métaux de transition, des éléments f et des éléments du groupe principal.
Responsable : Martine Mayne Le LEDNA (Laboratoire Edifices Nanométriques) comprend 18 permanents et une douzaine de doctorants, post-doctorants et CDD. Axée sur la recherche fondamentale en nanosciences, son expertise porte sur le développement, selon une approche bottom-up, de méthodes de synthèse et d’élaboration de nano-objets ou matériaux nanostructurés originaux.
Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA)
Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)
LIONS    
Gold, emulsions, imogolites and microfluidics Découvrez le site internet du groupe Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire  (LIONS).   Discover the internet WEBsite of the LIONS (Interdisciplinary Laboratory on Nanoscale and Supramolecular Organization).
LSDRM
     Le Laboratoire de Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LSDRM) fait partie du NIMBE - UMR CEA-CNRS 3685. Les recherches menées au LSDRM sont centrées sur le développement et l’utilisation de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN).
Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LSDRM)
Domaines Techniques
Spectrométrie de masse
La spectrométrie de masse est une technique instrumentale d’analyse reposant sur la séparation, l’identification et la quantification des éléments constitutifs d’un échantillon en fonction de leur masse. Ainsi les atomes, molécules ou aggrégats sont extraits sous forme d'ions, puis triés par un système dispersif : secteur de champ électrique ou magnétique, filtre quadripolaire ou temps de vol.

Analyse chimique en ligne au LEDNA

Si les surfaces possèdent intrinsèquement des propriétés intéressantes (propriétés optiques ou magnétiques, interface électronique, catalyse, fonction biologique, ...), des fonctions spécifiques peuvent être ajoutées par nanostructuration, ou en déposant un revêtement, ou encore par l'adsorption ou le greffage de molécules aux propriétés spécifiques.

Dépôt de films minces à partir de la voie liquide

Dépôt en phase vapeur (PVD) couplé à un jet de nanoparticules, pour la synthèse de revêtements nanocomposites

Imprégnation et polissage

Mesures électrochimiques et électriques

Fonctionnalisation de surface / surface functionnalisation
Rayons X
Les rayons X, rayonnement électromagnétique au delà de l'ultra-violet lointain, couvrent une gamme de longueur d'onde autour du dixième de nanomètre. Cette distance est de l'ordre de la distance entre atomes dans la matière condensée. Ainsi les rayons X peuvent interagir avec ces atomes (diffraction) ou les électrons (diffusion).

Diffraction des rayons X : "D2 Phaser Brucker" au LEDNA

Patrick Berthault (NIMBE) et C. Fermon (SPEC)
Alternative à la diffraction des rayons X, la RMN est une méthode ben adaptée à l’étude des protéines et la caractérisation des produits chimiques de synthèse, ainsi que l’étude des matériaux désordonnés comme les verres, les polymères ou les bétons.

Instrumental setups @ LSDRM

Noble gas spin-exchange optical pumping (SEOP) setup in a van

La RMN à l 'IRAMIS
Microscopies électroniques TEM, MEB et LEEM/PEEM
Plusieurs types de microscopies électroniques sont disponibles à l'IRAMIS : - Microscopie à transmission (TEM : Transmission Electron Microscope), qui permet d'atteindre les plus hautes résolutions par diffusion/difffraction d'un faisceau d'électrons à travers un échantillon ultra-mince - Microscopie MEB et MEB-FEG (SPAM et SIS2M), ou microscopie à balayage, pour laquelle un faisceau d'électrons balaye la surface  de l'échantillon permettant d'obtenir une image de sa surface.

Microscopies électroniques au LEDNA

L'éclairement, par un rayonnement suffisamment énergétique, de la surface d'un matériau peut conduire à l'émission d'électrons dont la spectroscopie (étude en énergie) apporte des informations sur la composition de la surface étudiée.

Spectrométrie de photoélectrons X (XPS)

X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)

Spectroscopies électroniques
Diffusion des Rayons X aux petits angles / Small Angle X-Rays Scattering (SAXS)
X-rays are used to investigate the structural properties of solids, liquids or gels. Photons interact with electrons, and provide information about the fluctuations of electronic densities in heterogeneous matter. A typical experimental set-up is shown on Figure : a monochromatic beam of incident wave vector is selected and falls on the sample. The scattered intensity is collected as a function of the so-called scattering angle 2 teta.

SWAXS Lab -Saclay : The SAXS/ GISAXS/ X-ray reflectomer beamline

La microscopie électrochimique (SECM, pour Scanning ElectroChemical Microscopy) est une technique électrochimique qui s’est développée à partir de la fin des années 90. Elle consiste à approcher une électrode de taille micrométrique d’une surface qu’on cherche à étudier.
Advanced Electrochemical Microscopy (SECM)
Elaboration d'un outil d'acquisition RTI open source (Reflectance Transformation Imaging)
Permanents impliqués : Mickaël Bouhier, Jean-Charles Méaudre. La Reflectance Transformation Imaging (RTI), ou imagerie de transformation par réflectivité, est une méthode d’imagerie basée sur la compilation de clichés dont la seule variable est l’orientation de la source lumineuse. Cette technique, dite 2.
L'électrochimie est utilisée dans une large diversité de situations, que ce soit pour analyser des processus (corrosion, mécanismes de réactions en solution, etc... ) ou pour caractériser des matériaux -entre autre pour l'énergie.
A l’IRAMIS,  l’électrochimie est utilisée dans une large diversité de situations, que ce soit pour analyser des processus  (corrosion, mécanismes de réactions en solution, etc... ) ou pour caractériser des matériaux. Dans ce dernier volet, l’iramis a de nombreuses activités en électrocatalyse, dans les batteries, ou en biodétection.
Electrochimie
Microfluidique
La microfluidique est la science et la technologie des systèmes qui manipulent et transforment  de petites quantités de fluides (nanolitre à attolitre), en utilisant des canaux de quelques dizaines à plusieurs centaines de micromètres de dimension.  Depuis une décennie, la microfluidique est devenue un outil puissant  utilisé en recherche fondamentale et appliquée.
Voir aussi
Innovation at Licsen : LICSEN is very much involved in various forms of valorization of its research activities. This results in the filing of patents, the development bilateral projects with industrial partners, joint laboratories with SMEs and contributions to the creation of stratup.
Laboratoire d'Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences (LICSEN) :   Chemical Functionnalization of Surfaces ► Mechanisms of surface and nanomaterial modifications ► Application-oriented surface modifications : Graftfast®  Polymer metallization  the SEEP process Substitution of Cr(VI) Adhesion primers Antibacterial surfaces Surfaces for water depollution   Chemistry of Nanomaterials - bottom-up synthesis of graphene quantum dots (Nature Communications 2018)  - Fonctionnalization of carbon nanotubes, fullerenes, graphene - Synthesis and manipulation of graphene oxide (GO) - Graphene oxide (GO) local reduction and electrochemical functionnalization       Catalysis & Photo-catalysis for Energy ► Proton exchange membrane fuel cell and Electrolyzer : - Bio-inspired catalysts for hydrogen evolution and uptake, - Oxygen reduction reaction : Bio-inspired catalysts, N-enriched carbon Nanotubes, Non-noble metal catalysts ► PhotoElectroChemical cells :  - OPVs coupled to MoS3 hydrogen evolution catalyst (2013) - All solution-processed organic photocathodes (2016) ► Chemistry for batteries : new materials for Li-orga (2016)  and Li-S  (2018) batteries   Innovative Technologies for Biology and Healthcare ► Biosensors : - Optical, mechanical and electrochemical biosensors ► Surface chemistry for biology and healthcare : - Antibacterial surfaces, Photo-antimicrobial surfaces - Cell antiproliferative Surfaces for ophtalmic implants (with BioWintTech) - Surfaces chemistries for biochips and biosensors ► Drug delivery : - Irradiation induced drug delivery systems (Nano-objets polymères et hybrides sous irradiation) - Passive and porous drug delivery systems ► Micro/Millifluidics for biology and healthcare : - Lab-on-papers, Micro/Millifluidics by printing technologies   Organic & Molecular Electronics ► Organic Electronics :  - Perovskite-based solar cells : Halide ionic migration (ACS Energy Lett.
Laboratory 'Structure and Dynamics by Magnetic Resonance' :   Version française   The Laboratory 'Structure and Dynamics by Magnetic Resonance' (LSDRM) belongs to NIMBE, UMR CEA/CNRS 3685. The research axes are centered on the conception and the use of new NMR tools. Cutting edge methods and original approaches are proposed, from instrumental developments to molecular simulations.
Faits marquants scientifiques
12 mars 2021
Les imogolites sont des nanotubes d’aluminosilicate à forte courbure interne, dont l'architecture en fil nanométrique se prête à de multiples possibilités de fonctionnalisations chimiques.
26 janvier 2021
La "corona" désigne l'enveloppe de protéines qui entoure spontanément toute nanoparticule plongée dans un milieu biologique. Elle joue un rôle important dans les mécanismes couramment en jeu en nanomédecine et nanotoxicologie.
21 janvier 2021
Après le retraitement des combustibles nucléaires, le stockage des déchets radioactifs ultimes est une nécessité.
08 novembre 2020
L'électrification automobile et le stockage des énergies renouvelables sont aujourd'hui dominés par la technologie des batteries Li-ion, qui dépend de ressources comme le lithium, le graphite, le cuivre et certains métaux de transition disponibles en quantités limitées et/ou géographiquement inégalement répartis.
20 octobre 2020
Le CEA, associé à l’ENS Paris-Saclay, et les Universités de Rennes et de San José (USA), a développé de nouvelles molécules émettrices de lumière pour la réalisation de diodes électroluminescentes organiques (OLEDs).
28 septembre 2020
Inauguré en mars 2019, le laboratoire commun entre l'Université technologique Nanyang (NTU) de Singapour et le CEA affiche ses premières publications co-signées par des chercheurs de NTU, du CEA-Iramis (NIMBE/LICSEN), de l’ICSM et de la DES à Marcoule.
22 septembre 2020
La contamination bactérienne des surfaces est une problématique majeure dans de nombreux domaines, comme le médical ou l’agroalimentaire. La physiologie particulière des bactéries en surface et le développement de souches multi-résistantes sont deux facteurs qui réduisent l'efficacité des agents antimicrobiens.
12 juillet 2020
Les nanomédicaments sont considérés comme des thérapies prometteuses pour le traitement du cancer. Cependant, leur utilisation clinique reste encore limitée, dû en partie au fait que leur comportement biologique n'est pas encore vraiment élucidé.
12 juin 2020
Dans la production industrielle de méthanol (CH3OH), l'atome de carbone est usuellement issu du méthane (CH4), provenant pour l'essentiel de gisements de pétrole, gaz naturel et de schistes. Une nouvelle stratégie pour préparer le méthanol à partir de l'acide formique (HCOOH), lui-même issu du CO2, est présentée par une équipe du NIMBE/LCMCE.
14 avril 2020
Les études sur l'influence de rayonnements de toutes natures sur la matière biologique ont des enjeux à la fois pour la protection de la santé et pour les moyens thérapeutiques qu'elles peuvent offrir. Radiobiologie (effets de particules ionisantes) et photobiologie (effets de la lumière) contribuent chacun dans leur domaine.
07 janvier 2020
Formuler un substitut sanguin capable de transporter efficacement l’oxygène, sans toxicité biologique ou chimique, et dont la préparation serait peu coûteuse pour de très grandes quantités, est un graal qui remonte au XVIIème siècle [1].
18 septembre 2019
Des chercheurs de l’I2BC@Saclay et de l’UMR NIMBE, en collaboration avec le Laboratoire Léon Brillouin (LLB), ont analysé la structure de la couronne composée de deux protéines modèles adsorbées sur des nanoparticules de silice, en utilisant la technique de diffusion des neutrons aux petits angles.
11 septembre 2019
La réduction catalytique de composés organiques comportant des liaisons C=O suscite de nombreuses études en chimie fine pour former des molécules d’intérêt (éthers, alcools…), mais l’obtention sélective d’un produit de réaction est parfois difficile. Le choix du catalyseur et du réducteur joue ici un rôle essentiel.
23 avril 2019
Cette étude propose une méthode innovante de détection de protéines intracellulaires qui associe fluorescence et résonance magnétique, en combinant l’utilisation d’un fluorophore activable de très petite taille et l’exploitation de la grande sensibilité d’un traceur RMN non toxique, le xénon, dont le spin nucléaire est hyperpolarisé.
12 février 2019
​​Des chercheurs du SCBM (Institut Joliot) en collaboration avec l'équipe LCMCE du NIMBE (CEA/CNRS) ont mis au point une méthode de marquage au carbone 14 de molécules organiques d’intérêt thérapeutique, basée sur l’échange dynamique de dioxyde de carbone.
04 février 2019
L'émergence des véhicules électriques et du stockage des énergies renouvelables souligne le besoin d’augmenter la densité énergétique des batteries tout en diminuant leurs coûts et en améliorant leur sécurité.
07 janvier 2019
Une large collaboration de chercheurs a mis au point une nouvelle méthode permettant d’améliorer la capacité de stockage et de réduire le coût de production des batteries lithium-ion. La technologie proposée est basée sur l’irradiation des matériaux, de façon similaire à ce qui se fait par exemple dans les industries de traitement des aliments, des médicaments et des eaux usées.
16 novembre 2018
Diverses anomalies peuvent affecter le transport de l’oxygène par le sang et nécessiter une transfusion. Afin d’éviter les problèmes liés aux transfusions, comme la disponibilité ou les contaminations, la recherche de substituts sanguins est indispensable.
08 octobre 2018
Les nanomatériaux manufacturés sont largement utilisés pour de nombreuses applications. Certains d’entre eux peuvent être considérés comme dangereux pour la santé car ils pourraient provoquer des effets inflammatoires, respiratoires, cardiovasculaires ou neurologiques.
01 octobre 2018
Le CEA et le CNRS, et la Société CortecNet, avec le soutien de l’Agence nationale de la recherche (ANR), lancent leur laboratoire commun "Desir" (Détection efficace et sensible d'intermédiaires réactionnels par RMN). L'objectif est de développer les instruments permettant le suivi in situ de synthèses chimiques par RMN (Résonance magnétique nucléaire).
31 juillet 2018
De multiples recherches sont aujourd'hui orientées vers le développement de nouveaux colorants comme milieu actif de cellules solaires. Une famille de molécules, dites "push-pull", se révèle particulièrement intéressante car ces molécules associent un groupement donneur et un groupement accepteur d'électron.
19 juin 2018
En association avec le déploiement des sources d'énergies intermittentes (photovoltaïque, éolien...), il est indispensable de poursuivre les efforts de recherche pour améliorer les performances des batteries.
24 mai 2018
​Une collaboration entre une équipe de l'IRAMIS/NIMBE et deux équipes de l'I2BC@Saclay mettent en évidence l'affinité très forte de nanoparticules de silice pour des protéines de liaison de l'ARN présentant des séquences de base nucléique à motifs RGG (R = Adenine ou Guanine - Guanine-Guanine).
19 mars 2018
Dans un contexte de développement exponentiel des nanotechnologies, les nanomatériaux sont susceptibles de se disséminer dans l'environnement. Par ailleurs, les végétaux sont des éléments sensibles des écosystèmes car ils constituent un lien étroit entre les trois écosystèmes eau-sol-air, et se situent à la base de la chaine alimentaire.
14 mars 2018
Quelle quantité d’hydrogène recèle le noyau des planètes telluriques (telles que la Terre ou Mars) ? Pour tenter de répondre à cette difficile question, une collaboration impliquant l'équipe LEEL de l'UMR NIMBE a simulé en laboratoire la ségrégation d’un alliage riche en fer dans un environnement silicaté, en recréant des conditions de pression et température analogues à celles de la formation du noyau terrestre.
18 décembre 2017
Le CEA, le CNRS et la PME Protec Industrie lancent leur laboratoire commun Mestrel pour mettre au point un procédé de préparation de surface avant peinture, destiné en particulier à l’aéronautique et aux transports, sans produits chimiques dangereux pour la santé.  
16 décembre 2017
Caractérisés par la présence d’une liaison Si-H, les hydrosilanes sont des réducteurs chimiques très puissants. Ils permettent notamment de transférer en une seule étape un hydrure (H–) et un groupement chimique contenant Si, à un composé organique possédant une liaison double (C=C ou C=O) [1].
06 octobre 2017
La modélisation prédictive de la corrosion des aciers est un enjeu majeur dans plusieurs domaines de l'industrie (nucléaire, génie civil, etc…) et pour la conservation des métaux du patrimoine.
26 septembre 2017
La détection de biomarqueurs dans des fluides biologiques est une étape essentielle du diagnostic de plusieurs maladies et indispensable à leur traitement. Ces biomarqueurs sont souvent présents en quantité très faible nécessitant une étape de concentration.
Publications HAL
Thèses
24 sujets IRAMIS/NIMBE

Dernière mise à jour : 12-04-2021


 

Dispositifs opto-électroniques à base de nanotubes de carbone pour la photonique sur silicium

SL-DRF-21-0438

Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Arianna FILORAMO

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2020

Contact :

Arianna FILORAMO
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-86-35

Directeur de thèse :

Arianna FILORAMO
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-86-35

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=filoramo

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

Les nanotubes de carbone mono-paroi présentent des propriétés électroniques remarquables, qui ont fait l’objet d’études intensives aussi bien en recherche fondamentale que pour leurs applications en nanoélectronique. Plus récemment, avec le développement d’une meilleure maitrise du matériau d’autres perspectives et champs d’applications se sont ouverts. C’est notamment le cas en optique et en optoélectronique où les nanotubes de carbone constituent un matériau de choix.



Plus spécifiquement, les nanotubes de carbone présentent des transitions optiques dont l’énergie varie en fonction de leur diamètre et de leur chiralité et qui se situent généralement dans le proche infrarouge [1, 2]. Cette caractéristique combinée à leurs propriétés électriques exceptionnelles fait que les dispositifs optoélectroniques à base de nanotubes de carbone suscitent beaucoup d’intérêt [3, 4, 5].



En effet, le silicium qui est le matériau à la base des technologies du traitement de l’information, a un gap indirect et l’intégration des nanotubes de carbone permettra d’envisager une multitude d’applications et une avancée décisive pour les futurs circuits photoniques.



Dans ce projet nous comptons tout d’abord contribuer par l’étude des propriétés d’électroluminescence et de photo-courant des dispositifs à nanotubes triés en chiralité [6-14]. Ici, nous nous intéresserons à une réduction drastique de la distribution en chiralité pour étudier ensuite l’influence et les caractéristiques des état excitoniques piégés. La compréhension de ces phénomènes est primordiale pour réaliser des dispositifs performants à température ambiante (photo-détecteurs, LEDs performantes et sources de photon unique). Enfin, nous considèrerons également les propriétés optiques non-linéaires des nanotubes de carbone pour les intégrer et les utiliser dans une plateforme photonique silicium [15-18].





[1] S. M. Bachilo et al. Science 298, 2361 (2002) ;

[2] O’Connell M. J. et al., Science 297, 593 (2002) ;

[3] Freitag et al., NanoLetter 6, 1425 (2006) ;

[4] Mueller et al., NatureNanotech. 5, 27 (2010) ;

[5] S.Wang et al. Nano Letter 11, 23 (2011);

[6] Nish, A. et al. Nat. Nanotechnol. 2, 640 (2007) ;

[7] Chen, F. et al. Nano Lett. 7, 3013 (2007) ;

[8] Nish, A. et al. Nanotechnology 19, 095603 (2008) ;

[9] Hwang, J.-Y. et al., J. Am. Chem. Soc. 130, 3543-3553 (2008) ;

[10] Gaufrès E. et al., Appl. Phys. Lett. 96, 231105 (2010) ;

[11] Gao, J. et al. Carbon 49, 333 (2011);

[12] Tange M. et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 4, 6458 (2012)

[13] Sarti F. et al Nano Research 9, 2478 (2016)

[14] Balestrieri M. et al Advanced Functional Materials 1702341 (2017).

[15] Margulis Vl.A. et al. Physica B 245, 173 (1998)

[16] Arestegui O.S. Optical Materials 66, 281 (2017)

[17] Chu H. et al. Nanophotonics 9(4): 761 (2020),

[18] Song B. et al. ACS Photonics 7, 2896 (2020)
Démonstrateur de materiaux chromogènes pour la détection multicible : étude de la réactivité chimique et de la diffusion

SL-DRF-21-0458

Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA)

Saclay

Contact :

Laurent MUGHERLI

Martine Mayne

Date souhaitée pour le début de la thèse :

Contact :

Laurent MUGHERLI
CEA - Liste des pôles/Liste des départements/Liste des services/LEDNA

0169089427

Directeur de thèse :

Martine Mayne
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

01 69 08 48 47

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=lmugherl

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

Il n’existe pas actuellement de détecteurs multicibles (phase gaz) répondant à l’ensemble des qualités requises en termes de sensibilité, sélectivité, quasi-temps réel, portabilité, simplicité. Les détecteurs colorimétriques fondés sur l’utilisation de matériaux poreux sont bien placés pour répondre à cet enjeu, en particulier en association avec des procédés microfluidiques. L’association de la DRF et de la DRT permet de réunir un savoir-faire complémentaire en matière de sondes chromo/fluorogène, matériaux poreux, et détection optique. En parallèle de projets en cours de montage intégrant des approches microfluidiques complexes, cette thèse vise à comprendre finement les liens entre réactivité, porosité et physico-chimie des matériaux, diffusion des gaz de l’environnement vers les sondes. Sur la base du savoir-faire acquis un démonstrateur simplifié sera produit.
L'acide formique comme plateforme C1

SL-DRF-21-0439

Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l’Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Emmanuel NICOLAS

Thibault CANTAT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Emmanuel NICOLAS
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 26 38

Directeur de thèse :

Thibault CANTAT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=enicolas

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

L’acide formique est une molécule qui peut être facilement obtenue par électroréduction du CO2. Sa réactivité intrinsèque pourrait permettre de l’utiliser à la fois comme source de carbone renouvelable, et comme source d’hydrogène. Néanmoins, les deux atomes d’hydrogène présentant des caractères antagonistes (hydrures et acides), la réaction la plus facile est la déshydrogénation de l’acide formique en CO2 et H2.



Nous proposons dans cette thèse de concevoir et synthétiser de nouveaux catalyseurs organométalliques qui permettront de maîtriser la réactivité de l’acide formique, en particulier en évitant la réaction de déshydrogénation, pour l’utiliser comme source de carbone et d’hydrogène dans d’autres réactions. D’une part, sa dismutation (qui consiste à redistribuer les hydrures de trois molécules d’acides formiques sur un seul atome de carbone) en méthanol, une molécule importante pour une utilisation en tant que carburant liquide. D’autre part, des réactions d’hydrocarboxylations d’alcènes, qui permettront de former des acides carboxyliques à partir de composés renouvelables.
Coupures catalytiques de liaisons C–O et C-N appliquées à la dépolymérisation réductrice de déchets plastiques

SL-DRF-21-0442

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l’Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Thibault CANTAT

Jean-Claude Berthet

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Thibault CANTAT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Directeur de thèse :

Jean-Claude Berthet
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 60 42

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/jean-claude.berthet/

Labo : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/index.html

En fin de vie, les plastiques sont encore trop précieux pour être mis en décharge. Dans le cadre des nouvelles directives européennes et de la loi antigaspillage pour une économie circulaire, il conviendrait de valoriser la matière contenue. Le recyclage mécanique est ainsi en plein essor mais encore de portée limitée. Une voie récente et prometteuse vise à traiter chimiquement certains plastiques pour récupérer leur contenu carboné en régénérant en particulier les monomères de base pouvant resservir indéfiniment ou récupérer des molécules chimiques à hautes valeurs ajoutée. Actuellement à ses balbutiements, cette voie nécessite de développer des procédés efficaces permettant de traiter chacun des nombreux types de matériaux plastiques (carbonés, oxygénés, azotés tels que les polyéthers, polyesters et polyamides…). La dépolymérisation de ces matériaux pour entrer dans une économie circulaire et produire sélectivement des molécules utilisables reste ainsi un défi.



Le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l’Énergie (UMR CEA/CNRS 3299) a mis au point une stratégie originale de dépolymérisation réductrice d’une variété de plastiques oxygénés de type polyéthers, polyesters et polycarbonates, vers des monomères et des hydrocarbures dérivés. Les catalyseurs utilisés sont des complexes d’iridium ou de bore, coûteux, en combinaison avec des réducteurs hydrosilanes (R3SiH) puis d’anions en présence de silanes. Ces travaux ont fait l’objet de deux dépôts de brevet.



Le présent projet doctoral vise l’utilisation de nouveaux complexes métalliques moléculaires moins coûteux, sélectifs, recyclables pour dépolymériser des plastiques oxygénés et azotés (de type polyamides par exemple), dans des conditions douces, en combinaison avec des hydrosilanes, des boranes voir des formiates de silicium comme agents réducteurs.
Des catalyseurs moléculaires pour la réduction sélective des nitrates

SL-DRF-21-0449

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l’Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Lucile ANTHORE

Thibault CANTAT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Lucile ANTHORE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 91 59

Directeur de thèse :

Thibault CANTAT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=lanthore

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/

La majorité des produits azotés produits industriellement résultent aujourd’hui de la réduction du diazote atmosphérique N2 en ammoniaque NH3 par le procédé Haber-Bosch. Leur dégradation conduit à une accumulation d’oxydes d’azote dans la nature, le processus de réduction n’étant assuré que par la dénitrification naturelle. Ce constat appelle des développements pour utiliser les oxydes d’azote (nitrates, nitrites…), comme briques élémentaires pour la synthèse des dérivés azotés de la chimie fine (produits pharmaceutiques ou phytosanitaires, par exemple). Pour ce faire, maîtriser la réduction sélective de la liaison N-O représente la première étape.



Ce projet doctoral a donc but de développer de nouveaux systèmes catalytiques homogènes pour réduire sélectivement les nitrates NO3- en nitrites NO2- ou en hydroxylamine NH2OH en utilisant des réducteurs doux comme les organosilanes (R3SiH, R3SiSiR3) ou les organoboranes (R2BH, R2BBR2). Au cours de l’ensemble de ce projet de thèse, l’accent sera mis sur la compréhension des mécanismes mis en jeu grâce à des études mécanistiques expérimentales associées à la chimie théorique (calculs DFT) pour mieux comprendre la réduction de la liaison N-O.
Nanostructures à base de porphyrines

SL-DRF-21-0157

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Directeur de thèse :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/stephane.campidelli/

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

Le but de ce projet est de synthétiser de nouvelles molécules à base de porphyrines pour la fabrication de nanostructures mono- et bidimensionnelles. Les porphyrines sont des macrocycles tetrapyrroliques aromatiques ; les dérivés de porphyrines sont des briques essentielles du vivant, notamment pour le transport d’oxygène, pour les réactions d’oxydation et également pour la photosynthèse. Au-delà de cette importance dans le domaine du vivant, les propriétés optiques et électroniques des porphyrines en font un des matériaux les plus étudiés pour la conversion d’énergie, la catalyse, l’optique/optoélectronique et la médecine.

Dans le cadre de ce projet, les porphyrines synthétisées seront étudiées en collaboration avec plusieurs groupes de physiciens dans le but de réaliser sur surface par voie "bottom-up" des réseaux covalents (1D ou 2D) et d’étudier leur propriétés optiques et électroniques.
Surfaces et nanoparticules greffées de polymères bioactifs pour limiter la résistance microbienne

SL-DRF-21-0435

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Geraldine CARROT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Geraldine CARROT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Directeur de thèse :

Geraldine CARROT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=carrot

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

Des études récentes ont montré qu’après seulement quelques heures d’adhésion à la surface de supports récepteurs, les bactéries étaient capables de sentir le contact avec les surfaces et de modifier leur protéome. Parmi les protéines sur ou sous exprimées, certaines sont impliquées dans la réactivité des bactéries aux antimicrobiens. Nous travaillons sur des surfaces modifiées par des polymères bactériostatiques très efficaces. A travers ce projet de thèse, nous aimerions étudier plus particulièrement l’impact de ces surfaces sur la résistance des bactéries. Pour cela, des surfaces 3D (particules) seront greffées de polymères afin d’évaluer dans un premier temps l’impact des interactions avec les bactéries directement en solution. Les surfaces et les nano-objets modifiés seront étudiés à la fois en microbiologie (caractère bactéricide, résistance des bactéries après contact, etc..), et via des mesures physico-chimiques poussées (XPS, zétamétrie, techniques de diffusion de rayonnement, etc..) afin de comprendre la relation structure-propriétés.
Synthèse et propriétés optiques de nanoparticules de graphène

SL-DRF-21-0156

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Directeur de thèse :

Stéphane CAMPIDELLI
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/stephane.campidelli/

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

Depuis sa découverte qui a valu le Prix Nobel de Physique à A. Geim et K. Novoselov en 2010, le graphène a provoqué l’engouement de la communauté scientifique. À cause de ces propriétés électroniques, le graphène est vu comme 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, piles à combustible, supercondensateurs).



Pour de nombreuses applications, il convient d’être capable de modifier et de contrôler les propriétés électroniques du graphène. Ceci peut être réalisé grâce à l’apport de la chimie organique. Dans ce sujet, nous proposons de synthétiser des motifs graphéniques en particulier des nanoparticules de graphène et d’étudier leurs propriétés d’absorption et d’émission dans l’IR. Ce projet sera développé en collaboration avec des physiciens, le candidat devra donc avoir un gout prononcé pour le travail pluridisciplinaire.
Conception d’un module automatique utilisant la fluidique et la micro-détection RMN pour un suivi en temps réel de réactions chimiques

SL-DRF-21-0485

Domaine de recherche : Chimie analytique
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM)

Saclay

Contact :

Patrick BERTHAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-01-2021

Contact :

Patrick BERTHAULT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

+33 1 69 08 42 45

Directeur de thèse :

Patrick BERTHAULT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

+33 1 69 08 42 45

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/patrick.berthault/

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

Voir aussi : http://www.cortecnet.com

Un grand nombre de processus chimiques sont complexes, et nécessitent pour leur optimisation de comprendre les mécanismes réactionnels par l’observation en temps réel des composés intermédiaires et des produits finaux. La RMN peut s’acquitter de cette tâche, mais cela nécessite de prendre en compte plusieurs aspects : pallier le manque de sensibilité intrinsèque à la technique, rapprocher le plus possible la zone de détection du réacteur de synthèse et pouvoir quantifier précisément les données obtenues.



Récemment les chercheurs du LSDRM ont inventé et breveté un dispositif de RMN imprimé en 3D basé sur une mini pompe à bulles associée à de la fluidique et une micro-détection, installable sur une sonde commerciale à l’intérieur de l’aimant RMN. Une version d’insert branché sur une sonde de micro-imagerie et une version utilisant un couplage inductif entre la micro-bobine et la bobine commerciale ont été développées.



Le système permet une amélioration significative du signal RMN pour les noyaux relaxant lentement, puisque les constituants du mélange réactionnel sont situés dans un champ magnétique proche de celui de l’étude RMN, permettant ainsi une pré-polarisation de l’ensemble de la solution. De plus, grâce au mouvement contrôlé du flux, entre deux scans les spins frais remplacent ceux précédemment excités dans la région de détection ; il n’est donc pas nécessaire d’attendre plusieurs fois le temps de relaxation.



S’appuyant sur les compétences de la société CortecNet dans la synthèse de molécules enrichies aux isotopes stables, et du LSDRM, laboratoire de recherche reconnu pour son savoir-faire dans la création de dispositifs innovants destinés à l’amélioration de l’outil RMN, l’objectif de ce projet de recherche consiste à développer un dispositif complet de suivi RMN, in situ, de synthèses chimiques afin de fournir aux chimistes organiciens un instrument de mesure indispensable dans leurs activités quotidiennes.
Compréhension fondamentale et développement d'électrolytes aqueux concentrés pour les batteries Mg

SL-DRF-21-0413

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire d’étude des éléments légers (LEEL)

Saclay

Contact :

Magali GAUTHIER

Sophie LE CAER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Magali GAUTHIER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

01 69 08 45 30

Directeur de thèse :

Sophie LE CAER
CNRS - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 58

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Pisp/magali.gauthier/

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

Il a longtemps été admis que les batteries aqueuses étaient limitées par la fenêtre de stabilité de l'eau (1,23 V), mais ce n'est plus le cas grâce aux électrolytes aqueux concentrés en sels (WISEs). Ce concept, impliquant des solutions aqueuses hautement concentrées, a conduit à une forte augmentation de la fenêtre de potentiel des batteries aqueuses au lithium. Elle s'explique principalement par l'absence de molécules d'eau libres et par le rôle crucial de l'interface basée sur l’anion du sel. Alors que les WISEs ouvrent la voie à des systèmes durables, ces solutions utilisent des sels coûteux et toxiques. Le magnésium et les sels associés sont une alternative intéressante : plus sûr, moins cher, plus abondant que le lithium et porteur de deux électrons. Pourtant, la seule batterie Mg aqueuse à base de WISEs reportée dans la littérature n'améliore que légèrement la fenêtre de potentiel à 2 V, sans une compréhension claire des mécanismes en jeu. Rationaliser la réactivité des solutions aqueuses concentrées en sels au niveau fondamental est essentiel pour concevoir des stratégies efficaces pour augmenter la fenêtre de potentiel des batteries aqueuses au Mg.



La thèse consistera d'une part en une approche de compréhension de ces phénomènes incluant des expériences originales telles que la radiolyse et la spectroscopie d’absorption des rayons X par rayonnement synchrotron, ainsi que le développement de solutions d'électrolytes innovantes.
Electrolytes solides composites pour batteries « tout solide » au sodium

SL-DRF-21-0385

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire d’étude des éléments légers (LEEL)

Saclay

Contact :

Saïd Yagoubi

Thibault CHARPENTIER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Saïd Yagoubi
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

+ 33 1 69 08 42 24

Directeur de thèse :

Thibault CHARPENTIER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

33 1 69 08 23 56

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/said.yagoubi/

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/nimbe/lsdrm/

Les batteries rechargeables au sodium métal tout-solide présentent un avantage considérable en terme de coût pour le stockage stationnaire à grande échelle et la mobilité électrique en raison de la très large disponibilité du sodium dans les océans. Cependant, les questions relatives à la sécurité causées par l'accroissement dendritique du Na pendant le cyclage restent à résoudre pour avoir une application pratique de cette technologie.



Les verrous à lever pour permettre le développement de cette technologie résident essentiellement dans la recherche de nouveaux électrolytes solides de très haute performance (conduction cationique proche du 1mS.cm-1 à température ambiante, nombre de transfert élevé, large fenêtre de stabilité électrochimique, stabilité thermique supérieure et suppression des dendrites). Dans les décennies passées, plusieurs genres d'électrolytes solides, tels que les polymères organiques et les céramiques inorganiques, ont été explorés. Ces électrolytes révèlent des avantages différents, mais leurs limitations intrinsèques entravent leur application pratique individuelle.



Une large part de cette thèse sera consacrée au développement des matériaux d’électrolytes solides composites qui peuvent afficher les avantages des polymères organiques et des céramiques inorganiques. La combinaison de techniques de caractérisation multi-échelle électrochimique, structurale, spectroscopique et analytique permettra d’approfondir la compréhension de la dynamique du sodium à travers les réseaux structurés de la batterie.





Mots clés : électrolyte solide, céramique, polymère, composite, batterie tout solide, interfaces, caractérisation multi-échelle de la dynamique de Na+, Na-dendrite, conductivité ionique, nombre de transfert, stabilité thermique, RMN du solide, DRX, EIS.

Profils métabolomiques par RMN à sensibilité augmentée, à base de parahydrogène

SL-DRF-21-0406

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM)

Saclay

Contact :

Gaspard HUBER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Gaspard HUBER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

01 69 08 64 82

Directeur de thèse :

Gaspard HUBER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

01 69 08 64 82

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/gaspard.huber/

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

La métabolomique est la science qui a trait à l’analyse des métabolites, petites molécules (moins de 1500 Da) présentes dans les organismes. Elle permet de comprendre le fonctionnement de ces organismes, et de détecter, identifier voire quantifier des métabolites qui signent un état pathologique ou un stress particulier. La Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) est une technique complémentaire de la spectrométrie de masse (SM) pour analyser des mélanges complexes de métabolites. Cependant, du fait de sa faible sensibilité, la RMN n’est pas autant utilisée que la SM. Il existe différentes techniques d’augmentation du signal RMN. L’une d’elle tire parti des propriétés particulières du parahydrogène, un isomère de spins du gaz dihydrogène. Dernièrement, une méthode, nommée SABRE-Relay et fondée sur le parahydrogène, a été inventée. Elle permet, en milieu aprotique, d’augmenter l’intensité des signaux RMN de toute molécule comportant au moins un proton labile.



La thèse consiste à développer la méthodologie de la technique SABRE-Relay lorsqu’elle s’applique à des extraits métaboliques cellulaires ou à des biofluides, une grande proportion de métabolites comportant au moins un proton labile. L’objectif est de proposer de nouveaux profils métaboliques, offrant une plus grande sensibilité et une certaine spécificité par rapport aux profils classiques par RMN, pour une meilleure détection, identification voire quantification des solutés présents.
Supercondensateurs à haute énergie et pseudo-supercondensateurs à base de matériaux dopables p et n

SL-DRF-21-0877

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA)

Saclay

Contact :

Mathieu PINAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-05-2021

Contact :

Mathieu PINAULT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

01-69-08-91-87

Directeur de thèse :

Mathieu PINAULT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

01-69-08-91-87

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/mathieu.pinault/

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

Voir aussi : https://www.u-cergy.fr/fr/laboratoires/lppi/themes-de-recherche/theme-ii.html

Pour permettre l’essor des énergies décarbonées, le stockage de l'électricité est l'un des plus grands défis à relever. Dans ce contexte, l'utilisation de nanomatériaux spécifiquement organisés à l’échelle nanométrique tels que des tapis de nanotubes de carbone verticalement alignés (VACNT) est très prometteuse. De nouveaux matériaux d'électrode pseudocapacitive à base de nanotubes de carbone verticalement alignés (VACNT) modifiés par des polymères conducteurs électroniques ont démontré leur intérêt pour réaliser des supercondensateurs validant ainsi l’intérêt d’une telle configuration (alignement et espacement régulier des nanotubes dans le matériau) en termes de gain en énergie et surtout de puissance du supercondensateur.

Ce projet de thèse s’inscrit dans le contexte d’un partenariat entre le LEDNA du NIMBE (CEA-CNRS UMR3685), le LPPI de Cergy Paris Université et la société NawaTechnologies. Nous chercherons à développer la croissance contrôlée de NTC alignés sur collecteurs en aluminium compatibles avec une utilisation industrielle. L’accent sera mis sur l’utilisation de précurseurs bio-sourcés et sur la nature et composition de la phase gazeuse réactive. Compte tenu de l’application, nous souhaitons maitriser les caractéristiques des tapis issus de ces nouvelles conditions de synthèse, ces dernières ayant un rôle crucial sur la capacitance des électrodes, et donc la densité d’énergie stockée dans les dispositifs supercondensateurs.

Machine learning avancé pour les spectroscopies d’analyse par faisceaux d’ions

SL-DRF-21-0448

Domaine de recherche : Data intelligence dont Intelligence Artificielle
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire d’étude des éléments légers (LEEL)

Saclay

Contact :

Hicham KHODJA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Hicham KHODJA
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

01 69 08 28 95

Directeur de thèse :

Hicham KHODJA
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

01 69 08 28 95

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/hicham.khodja/

Labo : http://iramis.cea.fr/NIMBE/LEEL/

Les spectroscopies par IBA (Ion Beam Analysis) permettent d'obtenir des cartographies chimiques quantitatives complètes (dont certains isotopes d'éléments légers) d'échantillons, sans avoir généralement recours à des références. Elles peuvent être résolues en profondeur, et lorsque ces techniques sont produites à l'aide d'un microfaisceau, on peut accéder à une imagerie chimique quantitative en 3 dimensions. Les domaines d'application sont variés, avec une prédominance des sciences des matériaux, parfois en mode operando.



Le traitement de ces données repose aujourd'hui sur l'ajustement des spectres produits par la simulation, chaque technique faisant appel à des champs distincts de la physique. Ce traitement est coûteux en temps, et l'on peut faire face à des situations où des données d'entrée des simulations sont manquantes.



Une autre approche s'appuyant sur l'apprentissage automatique à partir de données simulées est envisageable, mais les premières explorations reportées dans la littérature se sont limitées à des situations simples, monotechniques. Aujourd'hui de nouvelles architectures d'apprentissage sont disponibles et permettent d’entrevoir l'amélioration significative des temps de calcul comparés à ceux des outils d'ajustement des spectres expérimentaux, et ce par l'établissement de modèles prédictifs robustes.



La thèse proposée consistera à étudier et déterminer l'architecture d'apprentissage la plus adaptée, en particulier pour la discrimination et la prise en compte des signaux de faibles intensités, et à enrichir à partir de modèles génératifs les dictionnaires de spectres et les bases de données fondamentales nécessaires à la simulation.
Biofilms sur puces.

SL-DRF-21-0687

Domaine de recherche : Environnement et pollution
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 :

Yves BOULARD

Jean-Philippe RENAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse :

Contact :

Yves BOULARD
CEA - DRF/JOLIOT/I2BC/

+33 169083584

Directeur de thèse :

Jean-Philippe RENAULT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 50

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=jrenault

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

Les microplastiques constituent une pollution émergente présente dans tous les compartiments environnementaux (milieux aquatiques, atmosphère et sols). Leur devenir et leur durée de vie dans l’environnement dépendent étroitement de l’écosystème microbien (le biofilm) qui va se former à leur surface. Cependant, ces pollutions sont très mobiles dans l’environnement, ce qui rend difficile la compréhension des mécanismes de biodégradation.



Nous proposons donc de suivre cette biodégradation sur le long terme en développant des puces en environnement contrôlé.
Devenir de nano-asssemblages lipidiques à visée thérapeutique dans un milieu biomimétique

SL-DRF-21-0416

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

Fabienne TESTARD

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Frédéric GOBEAUX
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 55 21

Directeur de thèse :

Fabienne TESTARD
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 96 42

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Pisp/fabienne.testard/

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/frederic.gobeaux/

Il est désormais bien établi que lors de l’introduction de nanoparticules minérales dans un milieu biologique il se forme une couche complexe de protéines adsorbées à leur surface (souvent appelée « couronne de protéines »), ce qui a pour effet de leur donner une nouvelle identité biologique qui définira leur bioactivité. Cependant, le devenir de nanoparticules « molles » (à base de polymères ou d’assemblages lipidiques tels les cubosomes) a beaucoup moins été étudié. Des études récentes suggèrent par exemple que les protéines du sang désassemblent les nano-assemblages lipidiques plutôt que de s’adsorber à leur surface, ce qui a évidemment des conséquences sur la libération et le transport des principes actifs qu’il convient d’évaluer précisément. Un autre facteur important pour la vectorisation dans le sang est le flux hydrodynamique qui impose une contrainte sur les nanoparticules.



Dans ce sujet de thèse nous examinerons le rôle du flux hydrodynamique sur les nanoparticules molles et les interactions de ces mêmes nanoparticules avec des fluides biologiques afin de modéliser leur comportement dans la circulation sanguine.
Métamatériaux hiérarchiques à base de nanocomposites polymères

SL-DRF-21-0404

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

Valérie GEERTSEN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2021

Contact :

Patrick GUENOUN
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Directeur de thèse :

Valérie GEERTSEN
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

0643360545

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/valerie.geertsen/

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/daniel.bonamy/

La réduction de la densité des matériaux est une des voies privilégiées pour réduire notre empreinte énergétique. Une des solutions consiste à remplacer les matériaux massifs par des micro-réseaux. Parmi ceux-ci, les structures d’architecture aléatoire et hiérarchique inspirées de la structure osseuse possèdent les meilleurs atouts avec des réponses mécaniques isotropes et des résistances à la rupture accrues tout en répondant aux enjeux de l’économie circulaire. Peu consommateurs de matière, ces métamatériaux sont fabriqués par impression 3D et peuvent être compactés en fin de vie. Parmi toutes les technologies de fabrication, l’impression par polymérisation UV de résine liquide organique est la plus prometteuse. Ces résines peuvent être chargées de nanoparticules afin de moduler les propriétés des métamatériaux ou servir de précéramiques. Malheureusement cette fabrication est actuellement consommatrice de solvant organique et souvent empirique car dépendant de procédures d’impression par essai-erreur.



La thèse proposée ici consiste à mettre au point l’impression de structures en microréseaux composites depuis la formulation de la résine jusqu’à l’étude des propriétés mécaniques en passant par l’étape d’impression et de post-traitement. Par cette étude multidisciplinaire allant de la molécule chimique à la physique statistique, il s’agira de faire le lien entre la science et la technologie et créer les données de base à un jumeau numérique. La thèse s’attachera en particulier à étudier la formulation de résine lavable à l’eau de type acrylate additionnée de nanoparticules de silice modèle synthétisés au laboratoire et ses répercussions sur les objets imprimés massifs ou structurés. Ceci permettra de mieux appréhender l’ensemble des processus et fournira des données de base sur les propriétés d’élasticité et résistance à la rupture qui serviront de socle à la modélisation numérique.
Capture du CO2 atmosphérique avec des nanofluides

SL-DRF-21-0451

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
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

David CARRIÈRE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Christophe FAJOLLES
CEA - DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 60

Directeur de thèse :

David CARRIÈRE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

0169085489

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/david.carriere/

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

L'une des voies fortement encouragées par le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) pour maîtriser le dérèglement climatique est la capture du CO2 par des amines liquides, suivie de la récupération du gaz et son stockage souterrain profond. Mais un problème essentiel rend le procédé actuellement inefficace: la récupération du CO2 doit se faire par chauffage et est trop énergivore.



Dans ce contexte, cette thèse étudiera comment l'ajout de nanoparticules améliore la récupération du CO2 des amines liquides. Ces «nanofluides» ont une efficacité reconnue, mais il y a peu d'indications sur la façon d'atteindre une composition appropriée, et aucun consensus sur le mécanisme qui faciliterait la libération du CO2 gazeux.



L'objectif de cette thèse est de proposer des lignes directrices rationnelles qui mèneront à la meilleure combinaison nanoparticule + amine liquide, remplaçant les approches actuelles d'essai-erreur. Il faudra donc étudier comment la surface des nanoparticules 1) active la réaction chimique de libération, et 2) facilite le processus physique de nucléation des bulles gazeuses.

Imogolites hybrides comme nanoréacteur ajustable

SL-DRF-21-0430

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
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 :

Antoine THILL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2021

Contact :

Antoine THILL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 82

Directeur de thèse :

Antoine THILL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 82

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/antoine.thill/thill_fr.html

Labo : http://iramis.cea.fr/Pisp/LIONS/

L’un des enjeux fondamentaux auquel il est urgent de s’attaquer d’un point de vue sociétal et scientifique, est de concilier développement humain et préservation de l’environnement. Pour cela, les chercheurs vont devoir concevoir des solutions innovantes et performantes pour passer des carburants fossiles aux énergies renouvelables, telle que le solaire, trouver des alternatives aux éléments rares et gérer les ressources globales de façon plus éco-responsables. Dans cette thèse, nous proposons d’explorer les propriétés photo-catalytiques originales de nanotubes d’aluminosilicates, les imogolites. Ces matériaux peu coûteux et respectueux de l’environnement serviront de nano-réacteurs permettant d’activer de part et d’autre des parois des imogolites hybrides des réactions redox, autrement défavorables. Cette approche originale permettra de tirer doublement avantage, d’une part du confinement à l’intérieur de la cavité et d’autre part de la polarisation des parois. En particulier, dans un nano-réacteur, la majorité des molécules subissent des interactions qui ne peuvent pas être obtenues dans un environnement non confiné. Ce projet s’attachera en particulier à évaluer l’effet du confinement et de la polarisation résultant de la courbure de la paroi des imogolites sur leur réactivité. Le contrôle structural des interfaces et des interactions à l’échelle nanométrique permettra ainsi d’obtenir des propriétés originales.



Le couplage de réactions redox avec des réactifs hydrophiles/hydrophobes à l’aide d’un nano-réacteur ouvre de très larges perspectives pour des possibles réactions photo-induites. La réalisation de ce projet devrait avoir un impact majeur non seulement dans la compréhension des effets de confinement, mais surtout dans le domaine de la photocatalyse pour des applications en environnement et énergie.
Synthèse de nanoparticules automatisée par mesure SAXS : élaboration de la rétroaction via un modèle numérique de la nucléation / croissance

SL-DRF-21-0441

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
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 :

Olivier TACHE

David CARRIÈRE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Olivier TACHE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS


Directeur de thèse :

David CARRIÈRE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

0169085489

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/david.carriere/

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/olivier.tache/

La taille réduite des nanoparticules leur confère des propriétés exceptionnelles intéressantes pour une large gamme d'applications en optique, production et stockage d'énergie, et médecine pour n'en citer que quelques-unes. Très souvent, de telles applications nécessitent en retour un contrôle très fin de la taille, de la structure et de l'état d'agrégation des nanoparticules. Mais actuellement, ce contrôle n'est qu'approximatif et repose essentiellement sur des approches par essai et erreur.



Dans ce contexte, nous développons une approche novatrice pour maîtriser les nanoparticules finales en réalisant un montage de synthèse automatisée, avec une boucle de rétroaction entre la taille, le nombre et l'état d'agrégation des nanoparticules mesurées en temps réel par diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), et les paramètres opérationnels de la synthèse (injection de réactif, pH, température).



Les objectifs précis de cette thèse sont de 1) développer la comparaison en temps réel des modèles SAXS avec des modèles physiques, et évaluer la valeur ajoutée du "Machine Learning", 2) comprendre la dépendance des taux de nucléation, de croissance et d'agrégation avec les paramètres opérationnels à la fois en utilisant les théories actuelles, et en analysant les corrélations entre paramètres et résultats de synthèse et 3) utiliser cette compréhension fondamentale pour construire la boucle de rétroaction. L'approche sera éprouvée d'abord sur des synthèses modèle simples (SiO2), où un contrôle de taille meilleur que le nanomètre est attendu.
Lits fluidisés miniaturisés pour l'analyse glycomique

SL-DRF-21-0445

Domaine de recherche : Matériaux et applications
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 :

Florent Malloggi

Patrick GUENOUN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2021

Contact :

Florent Malloggi
CEA - DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS

+3316908 6328

Directeur de thèse :

Patrick GUENOUN
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Pisp/florent.malloggi/

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

Voir aussi : https://joliot.cea.fr/drf/joliot/Pages/Entites_de_recherche/medicaments_technologies_sante/SPI/LEMM.aspx

L’analyse glycomique consiste à établir des profils des oligosaccharides (OS) présents sur l’ensemble des glycoprotéines présentes dans un fluide biologique d’intérêt. L’obtention des profils d’OS nécessite une technique analytique performante, dans notre cas la spectrométrie de masse (MS). La préparation des échantillons avant analyse commence par une étape de catalyse enzymatique avec la PNGase F afin de cliver la liaison protéine-sucre. L’analyse glycomique ne pourra être déployée en routine en milieu hospitalier que si des techniques nouvelles permettent d’améliorer et surtout d’accélérer, la préparation des échantillons (actuellement plus de 24h sont nécessaires). L’objectif de la thèse est de réaliser des microsystèmes intégrant des lits fluidisés pour réaliser la catalyse par la PNGase F. Cette brique technologique viendrait s’ajouter à celle développée dans la thèse CFR de Marc MALEVAL (2018-2021), à savoir un système miniaturisé monolithique pour la séparation des glycanes issus du clivage de la PNGase F.



Les lits macroscopiques fluidisés sont des empilements de particules retenus par une membrane poreuse à travers laquelle un fluide peut être injecté de manière homogène afin de mettre les particules en suspension. De tels dispositifs sont largement utilisés pour les procédés d’échange liquide-solide en raison de leur rapport surface/volume élevé. L’adaptation de ce concept en microfluidique est un sujet d’actualité, en particulier pour les applications biotechnologiques où le volume d’échantillons limité/coûteux est une contrainte. L’établissement de profils d’OS pratiqué en analyse glycomique est un modèle pertinent pour évaluer l’apport des lits fluidisés miniaturisés pour la catalyse enzymatique, car les échantillons, issus de prélèvement sanguins, sont limités en volume, et aussi en raison du coût de l’enzyme utilisée (PNGase F).



Dans ce cadre, nous proposons d’intégrer dans des canaux microfluidiques des lits fluidisés homogènes de particules fonctionnalisées micro/nanométriques. Des mini-membranes au sein des canaux microfluidiques permettront l’écoulement des fluides tout en bloquant le passage des particules solides. Deux approches seront utilisées pour fabriquer les mini-membranes : la réalisation de piliers par soft-lithographie, plus rapide et plus simple à mettre en œuvre, et la synthèse de membranes de silice poreuse, plus innovante, pour laquelle les effets des paramètres des réactions sol-gel sur les propriétés des membranes (taille des pores, homogénéité, épaisseur, chimie de surface) seront étudiés.



Pour les deux approches, la génération de lits fluidisés par injection de particules fonctionnalisées de taille micro/nanométrique (polymère ou inorganique) sera évaluée ainsi que leur utilisation selon des protocoles de référence de coupure enzymatique par la PNGase représentatives des méthodes usuelles d’analyse glycomique.



Une fois mis au point et validés, de tels lits fluidisés constituent une brique technologique intégrable dans d’autres microsystèmes pour différentes applications en biologie ou en chimie.
Nappes de décontaminations d’effluents liquides

SL-DRF-21-0233

Domaine de recherche : Matériaux et applications
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Pascal Viel

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2021

Contact :

Pascal Viel
CEA - DSM/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Directeur de thèse :

Pascal Viel
CEA - DSM/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 41 47

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/135/pascal.viel.html

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

Lors d’opérations d’assainissement-démantèlement des risques opératoires peuvent apparaitre. Ces risques peuvent se manifester par des fuites et des propagations de liquides contaminés. Prévenir ces risques et surtout réagir rapidement et efficacement est très important pour circonscrire la contamination. Pour répondre à ce type de situation, le LICSEN de la DRF et la société AJELIS ont développé des matériaux de filtration chimique sélectifs sous forme textile. La forme textile compacte et manipulable permet de les employer sur des problèmes de fuites de canalisation, de structure ou d’épandages accidentels. Appliqués directement au sol sur le parcours des eaux de ruissellements, ces matériaux se comportent comme des nappes de sécurité chimique dont la fonctionnalité peut être ajustée selon la nature des éléments dissouts qu’il faut capter.



La thèse doit aborder les aspects liés à la chimie des matériaux pour réaliser des extractions sélectives qui doit être explorée pour aboutir à des matériaux de sélectivité soit large soit très ciblée afin de répondre aux besoins spécifiques de l’industrie de l’énergie du nucléaire. La résistance à la radiolyse et le devenir des matériaux en termes de stockage devront également être pris en compte dans la conception de ces matériaux.
Résonance Magnétique Nucléaire du tritium : un nouvel outil pour comprendre la spéciation du tritium dans les matériaux d’intérêt nucléaire

SL-DRF-21-0267

Domaine de recherche : Physique du solide, surfaces et interfaces
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM)

Saclay

Contact :

Thibault CHARPENTIER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2020

Contact :

Thibault CHARPENTIER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

33 1 69 08 23 56

Directeur de thèse :

Thibault CHARPENTIER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

33 1 69 08 23 56

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/112/thibault.charpentier.html

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

Le tritium, isotope radioactif de l’hydrogène, est un élément chimique omniprésent dans l’industrie du nucléaire, autant au sein des réacteurs à fission que dans les réacteurs du futur à fusion (ITER), pour lesquels il constitue le combustible principal. Cependant, le tritium, élément léger, a la propriété d’être aisément piégé dans de nombreux matériaux, ce qui est à l’origine de quantités importantes de déchets tritiés.



Le CEA dispose d’installations uniques au monde permettant de manipuler des matériaux tritiés et d’élaborer une chimie du tritium, qu’il est intéressant de combiner avec les méthodes d’analyse par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) du tritium dans des conditions de haute-résolution (rotation de l’échantillon à l’angle magique - MAS). Le niveau de sophistication atteint par la RMN MAS laisse entrevoir de nombreuses perspectives pour comprendre finement les mécanismes d’incorporation et de piégeage du tritium dans de nombreux matériaux d’intérêt pour le nucléaire (métaux, plastiques, ciments...). L’hélium-3, isotope issu de la désintégration du tritium, est un autre isotope aisément identifiable par RMN.



L’objet de cette thèse est de développer et explorer les potentialités de la RMN du tritium dans une large gamme de matériaux actuellement étudiés, en collaboration avec les principaux acteurs des filières tritium du CEA.
Structure et propriétés spectroscopiques de matériaux d'oxydes par Machine Learning

SL-DRF-21-0544

Domaine de recherche : Physique du solide, surfaces et interfaces
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM)

Saclay

Contact :

Thibault CHARPENTIER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Thibault CHARPENTIER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

33 1 69 08 23 56

Directeur de thèse :

Thibault CHARPENTIER
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

33 1 69 08 23 56

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.charpentier/

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

L’objectif de cette thèse est de développer des approches de type Machine Learning (ML) pour la modélisation structurale et spectroscopique (RMN, RAMAN) de matrices oxydes (céramiques, verres aluminoborosilicatés représentatifs de verres nucléaires simplifiés) et leurs interactions avec l’eau. Les spectres RMN et RAMAN et les mécanismes d’interaction avec H2O peuvent être calculés à l’aide de la DFT mais pour des systèmes de quelques centaines d’atomes simulés sur des temps courts (~100ps) seulement. Ces études sont de plus difficiles avec des champs de force classiques mêmes les plus récents (polarisables, ions déformables) car la paramétrisation est complexe, la transférabilité à de larges domaines de composition est limitée, et le calcul des spectres RMN et Raman n’est possible que pour des systèmes très simples. D’autre part, il n’existe pas aujourd’hui de champs de force classiques capables de représenter les interactions verres aluminoborosilicatés – solution aqueuse avec une précision « ab initio ».



Pour répondre à cet enjeu scientifique majeur et dépasser ces limites tout en conservant la précision et la transférabilité des calculs ab-initio, les approches récentes basées sur le Machine Learning (dites libres de paramètres) représentent une voie prometteuse. Il est proposé ici de développer des champs de force de type ML ou hybrides (i.e., adossés à des champs de force classiques) pour modéliser des verres d’oxydes de complexité croissante, avec pour objectifs de simuler leurs spectres RMN et Raman pour offrir une confrontation avancée avec l’expérience, et d’étudier leurs interactions avec l’eau dans la perspective d’alimenter un modèle Monte Carlo du comportement à l’altération des verres en cours de développement par ailleurs.

Stages
Conception de nanoparticules hybrides lipides-polymères par une méthode microfluidique, pour application en chimiothérapie et photothérapie dynamique des cancers oculaires
Design of functionalized lipid-polymer nanoparticles prepared by a microfluidic method for chemo/photodynamic therapy of ocular cancers

Spécialité

Chimie-physique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

MALLOGGI Florent
+33 1 69 08 63 28

Résumé/Summary
L'objectif principal du stage est de former, par une approche microfluidique, des nanoparticules hybrides lipide-polymère (LPHN) chargées d'un photosensibilisateur et d'un médicament anticancéreux, destinées au traitement du rétinoblastome par thérapie photodynamique (PDT) et chimiothérapie combinées dans un seul vecteur.
The main objective of the internship is to form, through a microfluidic approach, hybrid lipid-polymer nanoparticles (LPHNs) loaded with a photosensitizer and an anticancer drug, intended for the treatment of retinoblastoma by photodynamic therapy (PDT) and chemotherapy combined in a single vector.
Sujet détaillé/Full description
Contexte
Le rétinoblastome (Rb) est un cancer de la rétine qui touche 1 naissance sur 15 à 20 000 chaque année. Les traitements conventionnels comprennent l'énucléation et la chimiothérapie. Pour les petites tumeurs solides comme le Rb, la thérapie photodynamique (PDT) peut être bénéfique car elle est non mutilante et génère peu d'effets secondaires. La phototoxicité résulte de la combinaison des effets d'un photosensibilisateur (PS), de la lumière et de l'oxygène. Dans un tel contexte, la conception d'un nanocarrier colloïdal fonctionnalisé qui pourrait solubiliser, protéger et diriger les dérivés de la porphyrine (PS) vers leurs cellules cibles, faciliter leur pénétration et leur libération dans le cytoplasme cellulaire avant l'illumination, permettrait d'optimiser l'effet thérapeutique.
L'objectif final du projet LPHN-OnAChip est de former et de fonctionnaliser dans une seule puce microfluidique des nanoparticules hybrides (nanoparticules de polymère lipidique appelées LPHN) co-encapsulant un médicament anticancéreux et un photosensibilisateur associé à des ligands. Le projet est basé sur les expertises complémentaires de deux laboratoires en matière de systèmes innovants d'administration de médicaments, d'évaluation physico-chimique et biologique du ciblage des porphyrines pour la TPD (IGPS) et dans les systèmes d'auto-assemblage, de caractérisation in situ et de microfluidique (LIONS).

Mission
La première partie du projet et l'objectif de ce stage sont consacrés à la synthèse des LPHNs non fonctionnalisés par la microfluidique. L'étudiant étudiera la synthèse de nanoparticules (NP) de poly(acide lactique) contenant un agent anticancéreux par nanoprécipitation dans une géométrie de dispositif de focalisation à flux unique. Il/elle optimisera les conditions de monodispersité et de reproductibilité de la taille en faisant varier les débits, le rapport entre les différents composants, la nature du solvant organique utilisé pour la nano-précipitation.
En fonction de l'avancement des travaux, le candidat étudiera la formation de LPHN en recouvrant les poly(acide lactique) NP obtenus précédemment de liposomes porteurs de PS. Dans ce cas, un dispositif microfluidique en deux étapes sera mis au point.

Profil
Nous recherchons des candidats ayant une formation en ingénierie/biologie/chimie, des compétences en microfluidique seront un atout mais ce n'est pas obligatoire. Le (la) candidat(e) doit être très motivé(e) pour relever les défis liés au travail avec des équipes multidisciplinaires.
Les candidats auront un profil d'expérimentateur.
Les candidats doivent parler anglais ou français, et avoir de bonnes capacités de communication.
Context
Retinoblastoma (Rb) is a cancer of the retina that affects 1 in 15 to 20000 births each year. Conventional treatments include enucleation and chemotherapy. For small solid tumors like Rb, photodynamic therapy (PDT) may be of benefit because it is non-mutilating and generates few side effects. Phototoxicity results from the combination of effects of a photosensitizer (PS), light and oxygen. In such a context, the design of a functionalized colloidal nanocarrier which could solubilize, protect and lead porphyrin (PS) derivatives towards their target cells, facilitate their penetration and release in cell cytoplasm before illumination, would optimize the therapeutic effect. The final aim of the project LPHN-OnAChip is to form and functionalize in a single microfluidic chip hybrid nanoparticles (lipid-polymer nanoparticles referred as LPHN) co-encapsulating an anti-cancer drug and a photosensitizer associated to ligands. The project is based on complimentary expertises of two laboratories in innovative drug delivery systems, physico-chemical and biological evaluation of targeting of porphyrins for PDT (IGPS) and in the self-assembling systems, in situ characterization and microfluidics (LIONS).

Mission
The first part of the project and the aim of this internship is dedicated to the synthesis of non-functionalized LPHNs by microfluidics. The student will study the synthesis of poly(lactic acid) NPs containing anti-cancer agent by nano-precipitation in a single flow focusing device geometry. He/she will optimize conditions for size monodispersity and reproducibility by varying the flow rates, the ratio between the different components, the nature of the organic solvent used for nanoprecipitation.
Depending on the progress of the work, the candidate will investigate the formation of LPHNs by coating the previously obtained poly(lactic acid) NPs with liposomes carrying PS. In this case a two stages microfluidic device will be developed.


Profile
We are looking for applicants having a background such as Engineering/Biology/Chemistry, skills in microfluidics will be an asset but it is not mandatory. The applicant must be highly motivated by tackling challenges of working with multidisciplinary teams.
Applicants will have an experimentalist profile.
Applicants shall speak English or French, and have good communication skills.
Mots clés/Keywords
nanoparticules, polymère, microfluidique
nanoparticles, polymers, microfluidics
Compétences/Skills
Plusieurs techniques de caractérisation seront utilisées, telles que la diffusion dynamique de la lumière (DLS), la microscopie à force atomique (AFM), la microscopie confocale, la microscopie électronique à transmission cryogénique (Cryo-TEM) et la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS).
Several characterization technics will be used such as Dynamic Light Scattering (DLS), Atomic Force Microscopy (AFM), confocal microscopy, Cryo-Transmission Electron Microscopy (Cryo-TEM), and Small Angle X-ray Scattering (SAXS).
Détection microfluidique des intermédiaires de nucléation cristalline lors de synthèses de nanoparticules inorganiques en phase aqueuse
Microfluidic detection of crystal nucleation Intermediates during yttrium vandate (YVO4) nanoparticle synthesis in water

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

25/06/2021

Durée

5 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

CHEVALLARD Corinne
+33 1 69 08 52 23

Résumé/Summary
La synthèse en solution aqueuse de nanoparticules de YVO4 se caractérise par l’existence transitoire d’un réseau amorphe, formé dès les premières ms de la réaction, en amont de la nucléation cristalline. Afin de suivre en détails l’apparition de ce réseau, nous effectuerons des synthèses microfluidiques à l’aide d’un dispositif original permettant le mélange des solutions salines en quelques 100 μs, ainsi que la réalisation de mesures de diffusion X sur puce.
The synthesis of yttrium vanadate nanoparticles in water is characterized by the transient existence of an amorphous network that appears within the first few ms, prior to crystal nucleation. In order to track the appearance of this transient network, we will carry out microfluidic syntheses using a device which allows mixing salt solutions in a few 100 µs, as well as on-chip x-ray scattering measurements.
Sujet détaillé/Full description
La compréhension des mécanismes de nucléation cristalline dans des solutions salines sursaturées détermine notre capacité à concevoir des nanomatériaux et à comprendre certains processus géologiques ou encore la biominéralisation [1]. Cependant, la nucléation cristalline est imparfaitement décrite par les «théories classiques de nucléation» (CNT) [2]. Une raison, admise, de cet échec est que les CNT négligent l'existence d'états désordonnés transitoires, liquides ou solides amorphes. À ce jour, les données quantitatives sont en effet rares, en raison du défi que représente la mesure de structures petites et transitoires ( Nous avons récemment mis au point des mélangeurs microfluidiques permettant d’accéder à des temps de réaction après mélange dix fois plus courts (~100 µs) que ceux accessibles avec les mélangeurs commerciaux [3]. L’utilisation de ces mélangeurs ultrarapides va nous permettre de caractériser, par diffusion de rayons X sur source synchrotron, les toutes premières étapes de la nucléation cristalline de YVO4, avant même la formation du réseau amorphe déjà observé avec un mélangeur commercial [4]. Les premières expériences réalisées en février 2020 sur le synchrotron DIAMOND (Royaume-Uni) ont confirmé la faisabilité de ces mesures et ont apporté de premiers résultats scientifiques. Il faut désormais attester la reproductibilité des mesures et généraliser l’emploi du mélangeur microfluidique à d’autres conditions expérimentales (concentrations salines, valeur de pH, nature des sels) afin de préparer ou de consolider les prochaines expériences prévues au au printemps 2021 sur le synchrotron SOLEIL.
Ce stage de Master 2 correspond à un travail expérimental qui consistera à fabriquer les puces microfluidiques dans un environnement de salle blanche, puis à caractériser leur temps typique de mélange en fonction des débits choisis et à mener des expériences de cristallisation sur puces, couplées avec un suivi par microscopie optique. Des expériences de laboratoire complémentaires seront effectuées pour caractériser les produits finaux, par l’utilisation de la spectroscopie de luminescence stationnaire, des mesures de diffusion X ou de la microscopie MET.
A proper understanding of crystal nucleation from supersaturated salt solutions crucially determines our ability to tailor nanomaterials, or to capture geological and biomineralization processes [1]. Despite this importance, crystal nucleation is poorly captured by the so-called “classical nucleation theory” (CNT), which can be off by ten orders of magnitude in the predicted nucleation rates [2]. An acknowledged reason for this failure is that the CNT overlook the existence of transient disordered states, that is, liquid or solid amorphous states. However, to date, quantitative data are scarce and limited as detecting small and transient structures (< nm, << 1s) is very challenging.
We have recently developed microfluidic mixers that provide reaction times after mixing (~ 100 µs) which are ten times shorter than those available with commercial mixers [3]. The use of these ultra-fast mixers will allow us to characterize, by X-ray scattering on a synchrotron source, the very first steps of YVO4 crystal nucleation, even before the formation of the amorphous network already observed with a commercial mixer [4]. The first experiments carried out in February 2020 at the DIAMOND synchrotron (United Kingdom) confirmed the feasibility of these measurements and provided first scientific results. It is now necessary to certify the reproducibility of the measurements and generalize the use of the microfluidic mixer to other experimental conditions (salt concentrations, pH value, nature of the salts) in order to prepare or consolidate the next experiments planned during spring 2021 at SOLEIL synchrotron.
This Master 2 internship corresponds to an experimental work, which will consist in producing the microfluidic chips in a clean room environment, then characterizing their typical mixing time according to the chosen flow rates, and carrying out crystallization experiments on chips, with optical microscopy monitoring. Additional laboratory experiments will be performed in order to characterize the final products, through the use of stationary luminescence spectroscopy, X-ray scattering measurements or TEM microscopy.
Mots clés/Keywords
Microfluidique, croissance cristalline, nanoparticules, diffusion X
Microfluidics, crystal growth, nanoparticles, X-ray scattering
Compétences/Skills
Lithographie douce, microfluidique, microscopie optique, diffusion X
Soft-lithography, microfluidics, optical microscopy, x-ray scattering
Logiciels
Windows standard softwares, python
Développement d'un système microfluidique pour l'analyse de cellule unique marqués au tritium
Development of a microfluidic system for single cell analysis of their content in tritium-labeled drugs

Spécialité

Biophysique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

03/05/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

MALLOGGI Florent
+33 1 69 08 63 28

Résumé/Summary
Développement d'un système microfluidique permettant de déposer de manière précise des cellules marquées au tritium afin d'en lire l'activité par imagerie beta.
Development of a microfluidic system for the precise deposition of tritium-labeled cells in order to read their activity by beta imaging.
Sujet détaillé/Full description
Contexte :
Notre compréhension du mode d'action des médicaments implique une meilleure résolution au niveau des tissus ciblés par un médicament. En effet, une évaluation précise de l'indice thérapeutique d'un médicament nécessite de déterminer sa quantité non seulement dans chaque cellule cancéreuse, mais aussi dans tous les types de cellules qui composent la tumeur : macrophages, fibroblastes, lymphocytes. En fait, il s'agit de quantifier un médicament au niveau d'une seule cellule.
Aujourd'hui, ce problème est soit abordé par le marquage des médicaments avec un groupe fluorescent, permettant de bénéficier de toutes les avancées liées à l'utilisation de la fluorescence, de la cellule unique à l'animal entier. Pour des raisons de quantification stricte, que la fluorescence ne permet pas, mais aussi en raison de l'altération très importante que le marquage fluorescent implique sur toutes les propriétés pharmacologiques d'un médicament, le marquage radioactif des médicaments (3H, 14C) est une stratégie plus appropriée. Néanmoins, pour réaliser l'avantage unique offert par le marquage radioactif, de nouvelles solutions doivent être mises en œuvre pour répondre aux contraintes de l'utilisation de ces isotopes, notamment pour le tritium. Pouvoir détecter et quantifier un médicament marqué au tritium au niveau d'une cellule représenterait une avancée majeure dans ce domaine.
Le projet MEDICA+ est une collaboration du CEA composée de biologistes et de physiciens pour travailler sur le développement d'un nouvel analyseur numérique d'autoradiographie. L'objectif final du projet est de construire une plate-forme microfluidique couplée à un prototype de détecteur capable de quantifier la dose exacte des médicaments marqués au tritium après administration in vivo à la population cellulaire.

Mission :
L'objectif de ce stage est consacré à la plate-forme microfluidique. Nous avons proposé une approche basée sur un piégeage hydrodynamique pour immobiliser les cellules (voir figure). Le candidat devra optimiser le dispositif existant (paramètres de réglage, nouveau design si nécessaire) et effectuer les premiers tests avec des cellules marquées au tritium. Pour ce faire, il sera en étroite collaboration avec des physiciens pour la partie microfabrication/microfluidique et avec des biologistes pour les cultures de cellules et l'imagerie bêta. Les cellules immobilisées seront d'abord imagées sur un imageur bêta commercial disponible auprès de l'un de nos partenaires et comparées au prototype de l'imageur bêta.

Profil :
Nous recherchons des candidats ayant une formation en ingénierie/biologie/physique, des compétences en microfluidique seront un atout mais ce n'est pas obligatoire. Le candidat sera motivé par les défis à relever au sein d'une équipe pluridisciplinaire.
Les candidats auront un profil d'expérimentateur.
Les candidats doivent parler anglais ou français et avoir de bonnes capacités de communication.
Context:
Our understanding of the mode of action of drugs involves a better resolution at the level of tissues targeted by a drug. In fact, an accurate assessment of the therapeutic index of a drug requires determining its quantity not only in each cancer cell, but also in all the cell types that make up the tumor: macrophages, fibroblasts, lymphocytes. In fact, it is a matter of quantifying a drug at the single cell level.

Today, this problem is either addressed by labelling drugs with a fluorescent group, allowing to benefit from all the advances related to the use of fluorescence, from the single cell to the whole animal. For reasons of strict quantification, which fluorescence does not allow, but also because of the very important alteration that fluorescent labelling implies on all pharmacological properties of a drug, radioactive drug labelling (3H, 14C) is a more appropriate strategy. Nevertheless, to realize the unique benefit offered by radioactive labeling, new solutions must be implemented to meet the constraints of the use of these isotopes, particularly for tritium. Being able to detect and quantify a tritium-labeled drug at the level of a cell would represent a major advance in the field.

The project MEDICA+ is a CEA collaboration composed of biologists and physicists to work on the development of a novel digital autoradiography analyzer. The final aim of the project is to build a microfluidic platform coupled to a detector prototype able to quantify the exact dose of the tritium-labeled drugs after in vivo administration to cell population.

Mission:
The aim of this internship is dedicated to the microfluidic platform. We proposed an approach based on a hydrodynamic trapping to immobilize the cells (see figure). The candidate will have to optimize the existing device (tuning parameters, new design if necessary) and make the first tests with tritium-labeled cells. To do so he/she will be in close collaboration with physicists for the microfabrication/microfluidics part and with biologists for cell cultures and beta-imaging. Immobilized cells will be imaged first on a commercial beta-imager available from one of our partners and compared to the beta-imager prototype.

Profile:
We are looking for applicants having a background such as Engineering/Biology/Physics, skills in microfluidics will be an asset but it is not mandatory. The applicant will be motivated by challenges in a multidisciplinary team.
Applicants will have an experimentalist profile.
Applicants shall speak English or French, and have good communication skills.
Mots clés/Keywords
Microfluidique, analyse de cellule unique
Microfluidics, single cell analysis
Compétences/Skills
Microscopie optique (lumière blanche, épifluorescence). Imagerie beta
Lutte contre le réchauffement climatique: capture du CO2 atmosphérique avec des nanofluides
Fight against climate change: atmospheric CO2 capture with nanofluids

Spécialité

Physique des liquides

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

28/05/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CARRIERE David
+33 1 69 08 54 89

Résumé/Summary
L'une des voies que le Groupe Intergouvernemental d'Experts sur le Climat encourage fortement pour capturer le CO2 atmosphérique est l'utilisation d'amines liquides, suivie de la récupération et du stockage souterrain profond. Mais l'étape de récupération du CO2 est actuellement trop énergivore. Nous visons à comprendre comment l'ajout de nanoparticules peut mener à une récupération efficace en termes d'émission nettes de carbone.
One of the route the Intergovernmental Panel on Climate Change strongly encourages to capture atmospheric CO2 is the use of liquid amines, followed by recovery and deep underground storage. But the CO2 recovery step is currently too energy consuming. We aim at understanding how the addition of nanoparticles can meet a carbon-efficient recovery.
Sujet détaillé/Full description
Le Groupe Intergouvernemental d'Experts sur le Climat (GIEC) souligne que pour atténuer le changement climatique, nous devons capturer c.a. 100 à 1000 GtCO2 dans le siècle à venir, et atteindre la neutralité carbone en 2050. L'une des voies fortement encouragées par le GIEC est le captage du CO2 par des amines liquides, suivi de sa récupération et son stockage souterrain profond. Mais un problème essentiel rend le procédé actuellement inefficace: la récupération du CO2 est réalisée par chauffage, et est trop énergivore.
Dans ce contexte, nous étudions comment l'ajout de nanoparticules améliore la récupération du CO2 des amines liquides. Ces «nanofluides» ont une efficacité reconnue, mais il y a peu d'indications sur la façon d'atteindre une composition appropriée, et aucun consensus sur le mécanisme d'amélioration. Notre objectif est de remplacer les approches actuelles d'essai-erreur par des lignes directrices rationnelles qui mèneront à la meilleure combinaison nanoparticule + amine liquide.

Le but de ce stage est de prouver / réfuter que la récupération du CO2 est bien décrite par des modèles de nucléation hétérogène de bulles. Ceci nécessitera de : i) réaliser les dispersions de nanoparticules dans les amines liquides, et d'évaluer in situ leur(s) taille(s), leur état de dispersion et leur surface active par diffusion des rayons X ii) mesurer le taux de nucléation des bulles avec un montage de laboratoire dédié iii ) confronter les résultats expérimentaux aux modèles de nucléation.
The Intergovernmental Panel on Climate Change1 (IPCC) has reported that in order to mitigate climate change, we must capture c.a. 100 to 1000 GtCO2 in the coming century and reach carbon neutrality in 2050. One of the route IPCC strongly encourages is the capture of CO2 by liquid amines, followed by recovery and deep underground storage. But a single bottleneck currently makes the net CO2 capture ineffective: the CO2 recovery is carried out by heating and is too energy consuming.
In this context, we study how the addition of nanoparticles improves the CO2 recovery from liquid amines. These “nanofluids” have an acknowledged improved efficiency, but there is little indication on how to reach a suitable composition, and no consensus on the mechanism. Our goal is to replace the current trial-and-error approaches with rational guidelines to find the best nanoparticle + liquid amine combination.

The aim of this internship is to prove / disprove that CO2 recovery is well-described by models of bubble heterogeneous nucleation. It requires: i) making the dispersions of nanoparticles in the liquid amines, and assessing in situ their size(s), dispersion state and active surface area by X-ray scattering ii) measuring the bubble nucleation rate with a custom-made setup iii) confront the experimental results to nucleation models.
Mots clés/Keywords
Nanoparticules, chimie des solutions
Nanoparticles, chimie des solutions
Compétences/Skills
Diffusion des rayons X, microscopie optique, théories de la germination
X-ray scattering, optical microscopy, nucleation theories
Logiciels
Python
Matériaux poreux en systèmes microfluidique pour des applications médicales

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

MUGHERLI Laurent
+33 1 69 08 94 27

Résumé/Summary
Sujet détaillé/Full description
Les matériaux poreux présentent un potentiel élevé grâce à leurs propriétés texturales et physico-chimiques modulables. Combiner ces matériaux et la microfluidique, présente un intérêt fondamental et apporte des solutions pratiques en technologies pour la santé, pour miniaturiser des systèmes en augmentant leurs capacités en matière de traitement des fluides. Nous nous intéressons en particulier à l’analyse glycomique, qui consiste à identifier la distribution des glycanes (sucres) portés par les protéines en tant que source de biomarqueurs de pathologies.

L’objectif de ce stage de Master est de développer des systèmes microfluidiques incorporant des matériaux poreux, d’optimiser les protocoles de préparation et de vérifier la pertinence de tels systèmes pour accélérer significativement la qualité et le débit d’analyse glycomique de fluides biologiques. Le projet de recherche consistera à adapter et optimiser un protocole pour obtenir une puce microfluidique fonctionnelle, à partir d’un procédé de synthèse bien maîtrisé au laboratoire. Ce procédé, récemment développé au niveau macroscopique par un doctorant du laboratoire, a montré un potentiel élevé pour l’incorporation dans des microcanaux. Ces résultats prometteurs doivent être approfondis et étendus, puis testés pour leur aptitude à extraire des glycanes. Les microsystèmes obtenus seront caractérisés en s’intéressant particulièrement à la qualité de l’incorporation des matériaux et aux propriétés texturales de ces derniers. Une sélection de matériaux sera évaluée comparativement à un matériau de référence utilisé pour l’analyse glycomique de fluides biologiques par spectrométrie de masse.

Le stage sera piloté par deux chercheurs spécialisés en chimie des matériaux et en microfluidique. Le(la) stagiaire travaillera en collaboration avec le doctorant ayant développé les matériaux et également avec le Service de Pharmocologie et Immuno-analyse, où se font les protocoles d’analyse glycomique.
Mots clés/Keywords
Chimie, Matériaux, Microfluidique, Santé
Compétences/Skills
Ce stage permettra d’intégrer des compétences à l’interface entre la chimie des matériaux et la microfluidique, et offrira la possibilité de découvrir des méthodes et techniques variées, comme le procédé Sol-Gel, la préparation de puces microfluidiques en salle propre et la gestion de micro débits de fluides, la microscopie optique et électronique (MEB/MET), la porosimétrie, et la spectrométrie de masse à haute résolution (MALDI-TOF).
Matériaux poreux en systèmes microfluidiques pour la détection de gaz

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

MUGHERLI Laurent
+33 1 69 08 94 27

Résumé/Summary
Sujet détaillé/Full description
Les matériaux poreux présentent un intérêt fondamental et un potentiel d’application élevé grâce à leurs propriétés texturales et physico-chimiques modulables. La microfluidique est souvent comparée à la microélectronique pour sa capacité à miniaturiser des systèmes en augmentant leurs capacités en matière de traitement des fluides. Nous avons récemment démontré que combiner microfluidique et matériaux poreux permet de détecter des gaz toxiques de manière innovante [Mugherli et al Lab-on-chip 2020].

L’objectif de ce stage de Master est de développer des systèmes microfluidiques incorporant des matériaux poreux chromogènes, dans le cadre d’une collaboration entre le service Nanosciences & Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l’Energie du CEA Saclay et le Laboratoire d’Hydrodynamique de l’Ecole Polytechnique. Le projet de recherche consistera dans un premier temps à préparer différents matériaux chromogènes, en adaptant des méthodes du laboratoire ou de la littérature scientifique. Des puces microfluidiques seront ensuite fabriquées en adaptant les protocoles de fabrication aux spécificités des matériaux. Les propriétés optiques et texturales des matériaux seront caractérisées et le potentiel pour la détection de gaz des puces les plus prometteuses sera ensuite évalué.
Mots clés/Keywords
Chimie, Matériaux, Microfluidique, Capteurs
Compétences/Skills
Ce stage permettra de développer des compétences à l’interface entre la chimie des matériaux et la microfluidique, et offrira la possibilité de découvrir des méthodes et techniques variées, comme le procédé Sol-Gel, la préparation de puces microfluidiques en salle propre, la gestion de micro débits de fluides, la spectrophotométrie UV-Vis, la microscopie optique et électronique (MEB), la porosimétrie.
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

30/06/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CARROT Géraldine - RENAULT Jean-Philippe
+33 1 69 08 41 47

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 2021. 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
Nanogouttes minérales: étude d'impact pour la séparation de terres rares
Mineral nanodroplets: impact study for rare-earth separation

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CARRIERE David
+33 1 69 08 54 89

Résumé/Summary
Nous avons découvert un mécanisme de précipitation exotique intervenant dans certains procédés de recyclage de terres rares. L'objectif de ce stage est d'en évaluer l'imapact sur les procédés existants, et son intérêt pour de nouvelles approches.
We have unveiled an exotic precipitation mechanism involved in some recycling processes of rare-earth elements. The goal of the internship is to evaluate its impact on existing processes, and its potential for new approaches.
Sujet détaillé/Full description
Notre «économie verte» (photovoltaïque, batteries au lithium) repose en grande partie sur les terres rares (TR); mais leur extraction soulève de lourdes préoccupations écologiques et leur recyclage reste rare. Tout progrès dans les processus de séparation et de précipitation profitera à l'équilibre environnemental mondial.

Dans ce contexte, nous avons mis en évidence la formation spontanée de «nanogouttelettes minérales» lors de la coprécipitation d'ions cérium par l'acide oxalique dans l'eau, étape clé dans certains processus de récupération des TR. Les nanogouttelettes minérales sont constituées d'un liquide riche en réactif qui se transforme en cristaux d'oxalate de cérium après plusieurs dizaines de secondes. Cette nanophase récemment dévouverte au laboratoire reste ignorée dans les processus actuels de séparation et de récupération.

L'objectif de ce stage est d'évaluer l'impact des nanogouttelettes minérales sur les processus existants, et d'explorer son potentiel pour des voies alternatives: i) évaluer leur sensibilité aux paramètres physico-chimiques pertinents pour les applications, ii) confrimer / infirmer leur existence dans un contexte plus large une variété de terres rares, et iii) évaluer leur mouillage avec des surfaces d'hydrophobicité et de tailles de pores variables (nm-µm).
Our “green economy” (photovoltaics, lithium batteries) largely relies on the rare-earth (RE) elements; but their extraction raises heavy ecological concerns, and their recycling is scarce. Any progress in the separation and precipitation processes will benefit the global environmental balance.

In this context, we evidenced the spontaneous formation of “mineral nanodroplets” during the co-precipitation of cerium ions by oxalic acid in water, a key step in some recovery process of RE. The mineral nanodroplets consist in a reactant-rich liquid that convert into the cerium oxalate crystals after several tens of seconds. This newly reported nanophase is ignored in the current separation and recovery processes.

The aim of this internship is to evaluate the impact of the mineral nanodroplets on existing processes, and explore its potential for alternative routes: i) assess their sensitivity towards physico-chemical parameters relevant to applications, ii) prove / disprove their existence in a broader variety of rare-earths, and iii) assess their wetting with surfaces of varying hydrophobicity and pore sizes (nm-µm).
Mots clés/Keywords
Séparation des terres rares, co-précipitation, nucléation non-classique, diffusion des rayons X, cro-microscopie, luminescence
Rare-earth separation, co-precipitation, non-classical nucleation, X-ray scattering, cryo-microscopy, luminescence
Compétences/Skills
Chimie des solutions, cryo-microscopie en transmission, spectroscopie de luminescence, diffusion des rayons X en laboratoire et synchrotron
Solution chemistry, cryo-electron transmission microscopy, luminescence spectroscopy, small-angle X-ray scattering in lab and synchrotron
Logiciels
Python
Nanostructures à base de porphyrines
Porphyrin-based nanostructures

Spécialité

Chimie organique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

16/04/2021

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 but de ce projet est de synthétiser de nouvelles molécules à base de porphyrines pour la fabrication de nanostructures mono- et bidimensionnelles. Les porphyrines sont des macrocycles tetrapyrroliques aromatiques ; les dérivés de porphyrines sont des briques essentielles du vivant, notamment pour le transport d’oxygène, pour les réactions d’oxydation et également pour la photosynthèse. Au-delà de cette importance dans le domaine du vivant, les propriétés optiques et électroniques des porphyrines en font un des matériaux les plus étudiés pour la conversion d’énergie, la catalyse, l’optique/optoélectronique et la médecine.

D’autre part, à cause de leur structure et de la grande versatilité de leur synthèse, les porphyrines meso-substituées ont permis la formation d’un large éventail de nanostructures covalentes ou supramoléculaires.[1-5] Dans ce contexte, au cours de ce stage nous proposons de synthétiser des dérivés de porphyrines contenant des groupements PAHs (hydrocarbures aromatiques polycycliques)[6] pouvant conduire à des porphyrines pi-étendues et/ou des nanostructures mono- et bidimensionnelles.[7] Avec ces assemblages, nous visons à exploiter les propriétés optiques et optoélectroniques des porphyrines. Ce projet rassemble plusieurs partenaires possédant des expertises complémentaires en chimie (CEA-Saclay) et en microscopie à effet tunnel (ISMO-Univ. Paris-Sud et IM2NP/CINaM à Marseille). Pour ce projet le/la candidat(e) devra posséder une solide formation en chimie organique. Le projet sera réalisé en collaboration avec des physiciens ; le/la candidat(e) doit également avoir un goût prononcé pour le travail multidisciplinaire.

Références :
1. S. Mohnani and D. Bonifazi, Coord.Chem.Rev., 2010, 254, 2342-2362.
2. N. Aratani and A. Osuka, Bull.Chem.Soc.Jpn, 2015, 88, 1-27.
3. R. Haver and H. L. Anderson, Helv.Chim.Acta, 2019, 102, e1800211.
4. L. Grill, M. Dyer, L. Lafferentz, M. Persson, M. V. Peters and S. Hecht, Nat.Nanotechnol., 2007, 2, 687-691.
5. J. Otsuki, Coord.Chem.Rev., 2010, 254, 2311-2341.
6. J. Pijeat, Y. J. Dappe, P. Thuéry and S. Campidelli, Org.Biomol.Chem., 2018, 16, 8106-8114.
7. N. Kalashnyk, M. Daher Mansour, J. Pijeat, R. Plamont, X. Bouju, T. S. Balaban, S. Campidelli, L. Masson and S. Clair, J. Phys. Chem. C, 2020, doi : 10.1021/acs.jpcc.0c05908.
Compétences/Skills
Synthèse organique, RMN, spectrométrie de masse.
Surfaces polymères bactériostatiques
Bacteriostatic polymer surfaces

Spécialité

CHIMIE

Niveau d'étude

Bac+4/5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CARROT Géraldine
+33 1 69 08 41 47

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 l’emballage alimentaire, la purification de l’eau, 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). Une des stratégies consiste à incorporer des polymères bactériostatiques dans la matrice polymère. L'objectif de ce stage est donc de former des copolymères blocs dont l'un des bloc sera le polymère bactériostatique et de préparer des particules greffées avec des chaînes de ce polymère. Les deux composés seront destinés ensuite à être mélangés avec la matrice polymère afin de former des films composites (extrusion). Après la caractérisation des polymères (chromatographie d'exclusion stérique, RMN), des particules (TGA) et des surfaces (FTIR, XPS, goniomètre), des études microbiologiques seront menées avec notre équipe partenaire AgroParisTech.
Nous recherchons pour ce stage, un étudiant M2 motivé qui possède une solide formation en chimie et caractérisation des polymères et des connaissances en mise en œuvre des plastiques et/ou en sciences des surfaces (caractérisation).
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 ...). One of the strategies is to incorporate bacteriostatic polymers into the polymer matrix. The objective is therefore to form block copolymers, with one block that will be the bacteriostatic polymer and to prepare particles grafted with chains of this polymer. The two compounds will then be mixed to the polymer matrix in order to form composite films. After the characterization of polymers (size exclusion chromatography, NMR), particles (TGA) and surfaces (FTIR, XPS, goniometer), microbiological studies will be conducted with our partner team AgroParisTech.
We are looking for this internship, a motivated M2 student who has a solid background in chemistry and polymer characterization and knowledge in surface science (characterization).
Mots clés/Keywords
Chimie des polymères, fonctionnalisation de surface
Polymer chemistry, surface fonctionnalisation
Compétences/Skills
Synthèse (co)polymères, FTIR, chromatographie d'exclusion stérique (CES), angle de contact, microscopie, profilométrie, XPS
Polymer chemistry, FTIR, size-exclusion chromatography, contact angle, microscopy, profilometry, XPS
Synthèse automatisée de nanoparticules
Automatized synthesis of nanoparticles

Spécialité

Chimie des matériaux

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

30/04/2021

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

CARRIERE David
+33 1 69 08 54 89

Résumé/Summary
Le contrôle de la taille de nanoparticules synthétisées en solution reste un défi. Il s'agit de mettre ici au point une synthèse pilotée par une mesure de taille en temps réel par diffusion des rayons X aux petits angles.
The control over the size of nanoparticles synthesized in solution remains a major challenge. Here, we will design a synthesis controled by a real-time size measurement by small-angle X ray scattering.
Sujet détaillé/Full description
La taille réduite des nanoparticules leur confère des propriétés exceptionnelles intéressantes pour une large gamme d'applications en optique, production et stockage d'énergie, et médecine pour n'en citer que quelques-unes. Très souvent, de telles applications nécessitent en retour un contrôle très fin de la taille, de la structure et de l'état d'agrégation des nanoparticules. Mais actuellement, ce contrôle n'est qu'approximatif et repose essentiellement sur des approches par essai et erreur.

Dans ce contexte, nous développons une approche où la synthèse de nanoparticules en solution est suivie en temps réel par diffusion de rayons X aux petits angles in situ (SAXS). L'objectif à long terme est de maîtriser les nanoparticules finales en réalisant un montage de synthèse automatisée, avec une boucle de rétroaction entre la taille, le nombre et l'état d'agrégation des nanoparticules mesurées par SAXS, et les paramètres opérationnels de la synthèse (injection de réactif, pH, température).

Le but de ce stage est de construire et valider le montage en synthétisant des nanoparticules modèles (SiO2), avec une précision sub-nanométrique sur la taille, et sans agrégation. Il consistera à 1) compléter la comparaison en temps réel des modèles SAXS avec des modèles physiques, 2) comprendre la dépendance des taux de nucléation, de croissance et d'agrégation avec les paramètres opérationnels en utilisant ou en améliorant les théories actuelles, et 3) utiliser cette compréhension fondamentale pour construire la boucle de rétroaction.
Owing to size reduction, nanoparticles have outstanding properties suitable for a broad range of applications, like optics, energy production and storage, and medicine to name a few. Such applications often require in turn a very delicate control over the size, structure and aggregation state of the nanoparticles. But currently, this control is only approximate and essentially relies on trial-and-error approaches.

In this context, we develop an approach where the synthesis of nanoparticles in solution is monitored in real time by in situ, small-angle X-ray scattering (SAXS). The long-term objective is to master the final nanoparticles by making an automatized synthesis setup, with a feedback loop between the size, number and aggregation state of the nanoparticles as measured by SAXS, and the operational parameters of the synthesis (injection of reactant, pH, temperature).

The aim of this internship is to build and validate the setup by synthesizing model nanoparticles (SiO2), with a sub-nanometer-scaled accuracy on the size, and no aggregation. It will consist in 1) completing the real-time comparison of SAXS patterns with physical models, 2) understand the dependency of the rates of nucleation, growth and aggregation with the operational parameters by using or improving current theories, and 3) use this fundamental understanding to build the feedback loop.
Mots clés/Keywords
Nanoparticules, diffusion des rayons X, théories de la nucléation / croissance
Nanoparticles, X-ray scattering, nucleation / growth theories
Compétences/Skills
Diffusion des rayons X aux petits angles, codage en Python, théories de la nucléation / croissance
Small-angle X-ray scattering, Python coding, nucleation/growth theories
Logiciels
Python
Synthèse et propriétés optiques de nanoparticules de graphène
Synthesis and optical properties of graphene nanoparticles

Spécialité

Chimie organique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

16/04/2021

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.
Le LICSEN (CEA-Saclay) a débuté une collaboration avec le Laboratoire Aimé Cotton (LAC) (ENS Paris-Saclay - Université Paris-Sud) qui visait à étudier les propriétés optiques des particules de graphène synthétisées via l’approche « bottom-up ». La synthèse des motifs graphéniques est basée sur la condensation de molécules polyaromatiques.[1;2] Les nanoparticules de graphène se sont avérées très prometteuses car nous avons pu observer l’émission de photons uniques à température ambiante.[3] Au cours de ce stage de Master, nous proposons de synthétiser d’autres familles de nanoparticules de graphène et d'étudier leurs propriétés optiques ainsi que les relations structures/propriétés.
Ce stage demande une formation de chimiste organicien. Le stage s'effectuera au LICSEN. Le/la candidate devra avoir un gout prononcé pour le travail interdisciplinaire et aimer relever des défis.

Postuler par e-mail, CV et lettre de motivation à :
stephane.campidelli@cea.fr

Références:
[1.] Z. Tomovic, M. D. Watson, K. Müllen, Angew.Chem., Int.Ed. 2004, 43, 755-758.
[2.] A. Narita, X. Y. Wang, X. Feng, K. Müllen, Chem.Soc.Rev. 2015, 44, 6616-6643.
[3.] S. Zhao, J. Lavie, L. Rondin, L. Orcin-Chaix, C. Diederichs, P. Roussignol, Y. Chassagneux, C. Voisin, K. Müllen, A. Narita, S. Campidelli, J.-S. Lauret, Nat.Commun. 2018, 9, 3470.
Compétences/Skills
Synthèse organique, RMN, spectrométrie de masse.
Images
Spectroscopies électroniques
Interfaces, fluides complexes et microfluidique
Active surfaces for waste treatment
Active surfaces for waste treatment
Archaeological experiment on medieval minting process
Etude du comportement des éléments traces du minerai aux produits finis dans la chaîne opératoire indirecte
Corrosion of iron archaeological artefacts in soil: characterisation of the corrosion system.
High frequency carbon electronics
High frequency carbon electronics
Greffage localisé
Greffage localisé
Electrogreffage localisé sur silicium
Electrogreffage localisé sur silicium
Exploration d’alliages nanostructurés comme électrodes négatives de batteries Mg-ion
Exploration d’alliages nanostructurés comme électrodes négatives de batteries Mg-ion
Grafting of organic polymer films on surfaces from aqueous solutions
Grafting of organic polymer films on surfaces from aqueous solutions
Evidence of the metal-carbon covalent link between electrode and organic electrografted films
Conducting organic electrografted films for dry lubrication
Conducting organic electrografted films for dry lubrication
Localized electrografting
Localized electrografting
Les formiates de silicium : de nouveaux mimes pour améliorer l’efficacité énergétique des hydrures de silicium
Brevet  : Procédé et appareil de positionnement d\'un micro- ou nano-objet sous contrôle visuel
Brevet : Procédé d\'hydrodésulfurisation sélective en prodondeur d\'une charge d\'hydrocarbures à l\'aide d\'un nanocatalyseur non supporté obtenu par pyrolyse au laser
Des polymères très accrocheurs : l’\'envolée de Pegas
Distribution des ions à la surface de solutions salines et interactions à courte portée
Distribution des ions à la surface de solutions salines et interactions à courte portée
Chimie quantique et simulations moléculaires
Chimie de surface pour la biologie et la santé
Hybrid carbon nano-materials for energy conversion
Carbon nanotubes and graphene functionalization
Carbon nanotubes and graphene functionalization
Organic electrografting: mechanism and applications
Transformations catalytiques pour l’énergie
Transformations catalytiques pour l’énergie
Laboratoire d\'Etude des Eléments Légers (LEEL)
Caractérisation de matériaux pour l\'énergie / Characterization of materials for energy
Une micro-sonde RMN métabolique in vivo
Une micro-sonde RMN métabolique in vivo
Une micro-sonde RMN métabolique in vivo
The use of archeological analogues for understanding the long-term behavior of nuclear glasses
Irradiation cellulaire en mode ion par ion
Des surfaces auto-adhésives pour la nanoélectronique (graphène), la chimie ou la biologie
Des surfaces auto-adhésives pour la nanoélectronique (graphène), la chimie ou la biologie
Des surfaces auto-adhésives pour la nanoélectronique (graphène), la chimie ou la biologie
Complexes cyanure des éléments f
Complexes cyanure des éléments f
Synthesis and reactivity of U(IV) and U(V) bis(metallacycle) complexes
Synthesis and reactivity of U(IV) and U(V) bis(metallacycle) complexes
Nucleation growth and ordering of gold nanoparticles
Nucleation growth and ordering of gold nanoparticles
Nucleation growth and ordering of gold nanoparticles
Nucleation growth and ordering of gold nanoparticles
Des surfaces \'prêtes à coller\' ou auto-adhésives
Des surfaces \'prêtes à coller\' ou auto-adhésives
Brevet : Détecteurs nanoporeux de composés aromatiques monocycliques et autres polluants
Developments at the Physics-Chemistry-Biology interface
Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA)
Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Nouveau procédé d\'élaboration à grande échelle de films d\'oxyde de graphène réduit
Chimie fondamentale des actinides et des lanthanides
Matériaux pour l’\'électronique organique
Simulations ab initio d’agents de contraste à base de gadolinium pour l’imagerie médicale
Simulations ab initio d’agents de contraste à base de gadolinium pour l’imagerie médicale
Recycler le CO2
Recycler le CO2
Recycler le CO2
Nano-chimie, nano-objets / Nano-chemistry, nano-objects
Nano-chimie, nano-objets / Nano-chemistry, nano-objects
Effets spécifiques ioniques
Effets spécifiques ioniques
Effets spécifiques ioniques
Recyclage du CO2
Microfluidique
Etude des mécanismes de croissance de nanotubes de carbone alignés
Exploring nanostructured alloys as negative electrodes for Mg-ion batteries
Exploring nanostructured alloys as negative electrodes for Mg-ion batteries
Recycler des déchets chimiques, en substitut de la pétrochimie
Graphène imprimable : nouveau matériau pour l\'électronique flexible et rapide
Graphène imprimable : nouveau matériau pour l\'électronique flexible et rapide
Graphène imprimable : nouveau matériau pour l\'électronique flexible et rapide
Surfaces actives pour la dépollution
Surfaces actives pour la dépollution
Advanced Electrochemical Microscopy (SECM)
Graftfast®
Graftfast®
Cellules photovoltaïques organiques et hybrides
Brevet : Détecteur multifonctionnel de composés gazeux et ses applications
Brevet : Dispositif de synthèse d\'un matériau composite nanostructure et procédé associé.
Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LSDRM)
Électronique organique et moléculaire
Électronique organique et moléculaire
Brevet : Capteurs chimiques a base de nanotubes de carbone, procédé de préparation et utilisations
Nucleophilic carbene complexes of Uranium(IV) and (VI)
Nucleophilic carbene complexes of Uranium(IV) and (VI)
New developments in the sandwich complexes of the f-elements
New developments in the sandwich complexes of the f-elements
New developments in the sandwich complexes of the f-elements
\
\
\
\
De nouvelles briques moléculaires hybrides \
De nouvelles briques moléculaires hybrides \
X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)
Selective chemical functionalization of carbon nanotube by diazonium coupling
UMR 3685 NIMBE : Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l\'Énergie
Brevet : Procédé de préparation d\'amines méthylées
Brevet : Procédé de préparation de composés azotés
Un traitement de surface alternatif aux procédés au chrome hexavalent (Cr VI)
Nouvelle instrumentation RMN pour l’analyse de mouvements moléculaires lents à haute résolution.
Nouvelle instrumentation RMN pour l’analyse de mouvements moléculaires lents à haute résolution.
Amyloid-like reversible self-assembly of peptide systems.
Amyloid-like reversible self-assembly of peptide systems.
Synthèse de nanoparticules dans l\'eau : un mode de croissance original et générique
Synthèse de nanoparticules dans l\'eau : un mode de croissance original et générique
Synthèse de nanoparticules dans l\'eau : un mode de croissance original et générique
Synthèse de nanoparticules dans l\'eau : un mode de croissance original et générique
Synthesis of luminescent oxide nanoparticles in water: template effect of the amorphous phase
Synthesis of luminescent oxide nanoparticles in water: template effect of the amorphous phase
Synthesis of luminescent oxide nanoparticles in water: template effect of the amorphous phase
Incorporation d’éléments légers dans les minéraux
Analyse quantitative par faisceaux d’ions de systèmes Métal-Carbone-Oxygène : application à UC oxydé
Analyse quantitative par faisceaux d’ions de systèmes Métal-Carbone-Oxygène : application à UC oxydé
Cellules photovoltaïques hybrides SiNWs/polymère
Réduction du graphène oxydé par microscopie électrochimique : une méthode générique de fonctionnalisation de surface
Réduction du graphène oxydé par microscopie électrochimique : une méthode générique de fonctionnalisation de surface
Réduction du graphène oxydé par microscopie électrochimique : une méthode générique de fonctionnalisation de surface
Réduction du graphène oxydé par microscopie électrochimique : une méthode générique de fonctionnalisation de surface
Réduction du graphène oxydé par microscopie électrochimique : une méthode générique de fonctionnalisation de surface
Influence of corrosion products nature on dechlorination treatment: case of wrought iron archaeological ingots stored 2 years in air before NaOH treatment
Il faudra bien se passer du platine ! Catalyse de la réduction de l\'oxygène
Il faudra bien se passer du platine ! Catalyse de la réduction de l\'oxygène
Il faudra bien se passer du platine ! Catalyse de la réduction de l\'oxygène
Xe polarisé en cage : une sonde RMN sensible et sélective de son environnement
Xe polarisé en cage : une sonde RMN sensible et sélective de son environnement
Xe polarisé en cage : une sonde RMN sensible et sélective de son environnement
Xe polarisé en cage : une sonde RMN sensible et sélective de son environnement
L’acide formique, un relai efficace pour la production du méthanol à partir du CO2
L’acide formique, un relai efficace pour la production du méthanol à partir du CO2
L’acide formique, un relai efficace pour la production du méthanol à partir du CO2
Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l\'Energie (LCMCE)
Brevet : Dispositif pour la synthese de nanoparticules de type coeur-coquille par pyrolyse laser et procede associe.
Brevet: : Procédé de dosage d\'un élément présent en tout ou partie sous la forme de particules en suspension dans un liquide
Brevet : Procédé de synthèse d\'un materiau composite nanostructure et dispositif de mise en oeuvre associé..
Brevet  : Procédé  et dispositif de correction de champ magnetique pour une machine de RMN
La biodistribution des nanotubes de carbone dans l’organisme
Nanoparticules d\'or pour la plasmonique et la nanomédecine
Spectroscopie de photoélectrons X sur des nanoparticules libres
Spectroscopie de photoélectrons X sur des nanoparticules libres
ANR IRANGKOR
Brevet : Procédé de fabrication de nanotubes d\'imogolite à base de germanium
Detection of pathogen bacteria
Detection of pathogen bacteria
Formaldehyde sensor
Formaldehyde sensor
Nitrogen trichloride sensor
Le fer, allié de la pierre dès la conception des cathédrales gothiques
Le fer, allié de la pierre dès la conception des cathédrales gothiques
Spintronique Organique au LICSEN
Comment le verre se défend des agressions de l’eau
Comment le verre se défend des agressions de l’eau
Étude accélérée du vieillissement des batteries lithium-ion par chimie sous rayonnement
Étude accélérée du vieillissement des batteries lithium-ion par chimie sous rayonnement
Étude accélérée du vieillissement des batteries lithium-ion par chimie sous rayonnement
Nanoparticules : une méthode pour étudier les faibles doses
Nanoparticules : une méthode pour étudier les faibles doses
Brevet : Procédé de détermination de la résistance cellulaire aux médicaments
Brevet  Nouveaux métallopolymeres et leur utilisation
Nouveau procédé pour le recyclage chimique de déchets plastiques
Une nouvelle stratégie pour récupérer des composés aromatiques à partir de déchets de bois
Une nouvelle stratégie pour récupérer des composés aromatiques à partir de déchets de bois
Etude par microsonde nucléaire d\'électrodes de composition ternaire pour accumulateur Li-ion
Etude par microsonde nucléaire d\'électrodes de composition ternaire pour accumulateur Li-ion
Etude par microsonde nucléaire d\'électrodes de composition ternaire pour accumulateur Li-ion
Contrôler la microstructure des matériaux céramiques pour piles à combustible au travers des méthodes de frittage : cas du composé La1.95Sr0.05Zr2O6.975
Contrôler la microstructure des matériaux céramiques pour piles à combustible au travers des méthodes de frittage : cas du composé La1.95Sr0.05Zr2O6.975
Datation au carbone 14 d\'un temple d\'Angkor
Datation au carbone 14 d\'un temple d\'Angkor
Datation au carbone 14 d\'un temple d\'Angkor
Datation au carbone 14 d\'un temple d\'Angkor
Nouveaux outils contre le cancer
Chimie sous rayonnement - Radiolyse
Investigation of the long term corrosion phenomenon by an innovative characterization tool: Scanning Transmission X-ray Microscopy
Science des matériaux et chimie pour l\'archéologie et le patrimoine / Material science and chemistry for archaeology and cultural heritage
Un cristal liquide aux propriétés originales : la phase colonnaire des suspensions d\'imogolite
Un cristal liquide aux propriétés originales : la phase colonnaire des suspensions d\'imogolite
3D printing for cyclonic spray chamber in ICP spectrometry
Brevet : Procédé de fonctionnalisation de surface
Noble gas spin-exchange optical pumping (SEOP) setup in a van
Noble gas spin-exchange optical pumping (SEOP) setup in a van
Noble gas spin-exchange optical pumping (SEOP) setup in a van
Le terbium pour une méthode optique de diagnostic de la tuberculose
Le terbium pour une méthode optique de diagnostic de la tuberculose
Le terbium pour une méthode optique de diagnostic de la tuberculose
Brevet : Procédé de photo-immobilisation de biomolécules sur un support non fonctionnalisé
Brevet : Procédé de préparation de composés aromatiques à partir de la lignine
Brevet : Matériau implantable greffé d\'un film cellulaire antiprolifératif et/ou antibactérien synthétisé à partir d\'une molécule bi fonctionnelle
Corrosion long terme  : dégradation du verre nucléaire en présence de produits de corrosion archéologiques
Corrosion long terme  : dégradation du verre nucléaire en présence de produits de corrosion archéologiques
Corrosion long terme  : dégradation du verre nucléaire en présence de produits de corrosion archéologiques
Laboratoire d’Etude des Traitements et Revêtements Innovants pour le Patrimoine
Electrolytes at interfaces
Electrolytes at interfaces
The labcom  project LETRIP
Projet FISC : Fractionnement Isotopique du Soufre pour la Corrosion
La vie des électrons et le vieillissement de batteries
La vie des électrons et le vieillissement de batteries
La vie des électrons et le vieillissement de batteries
De la molécule au matériau moléculaire
Fonctionnalisation de surface / surface functionnalisation
Equipe \
Biofortification : découverte de gènes impliqués dans l’accumulation du zinc dans les graines
Biofortification : découverte de gènes impliqués dans l’accumulation du zinc dans les graines
Biofortification : découverte de gènes impliqués dans l’accumulation du zinc dans les graines
Chimie de coordination
Dopage à l’azote dans des cellules PV : du matériau actif au dispositif
Dopage à l’azote dans des cellules PV : du matériau actif au dispositif
Dopage à l’azote dans des cellules PV : du matériau actif au dispositif
Dopage à l’azote dans des cellules PV : du matériau actif au dispositif
Hyperpolarized species for NMR/MRI : parahydrogen
Hyperpolarized species for NMR/MRI : parahydrogen
Hyperpolarized species for NMR/MRI : parahydrogen
Hyperpolarized species for NMR/MRI : parahydrogen
Matériaux innovants pour diodes PhOLED bleues et vertes
Matériaux innovants pour diodes PhOLED bleues et vertes
Des memristors organiques pour les réseaux de neurones
Des memristors organiques pour les réseaux de neurones
Il n’y a pas \
Il n’y a pas \
Il n’y a pas \
Electrochimie
Brevet :  Procédé de greffage de film mince polymérique sur substrat et procédé de métallisation de ce film mince
Brevet : Procédé de génération d\'un jet de nanoparticules
Brevet : Accumulateur au lithium comprenant un matériau d\'électrode positive a base d\'un matériau carbone spécifique fonctionnalise par des composés organiques spécifiques
Brevet:  Procédé de synthèse de nanocomposites a base de TiO2 et de nanostructures carbonées
Brevet :  Solide poreux ayant une surface externe greffée avec un polymère
Brevet : Matrice nanoporeuse et son utilisation / Nanoporous matrix and use thereof
Bistabilité magnétique de molécules individuelles sur surface ferrimagnétique
Brevet :  Matériau de détection de composés du phénol et ses applications
Brevet ; Matériaux moléculaires émissifs photoréticulables
Brevet :  Procédé de dépolymérisation de matériaux polymères oxygénés.
Brevet : Dispositif de caractérisation de particules dans un jet de particules sous vide
Spectroscopie RMN de bruit de spin : un modèle analytique complet pour une sensibilité inégalée
Amélioration des performances de batteries Li-ion par irradiation des électrodes
Amélioration des performances de batteries Li-ion par irradiation des électrodes
Amélioration des performances de batteries Li-ion par irradiation des électrodes
Amélioration des performances de batteries Li-ion par irradiation des électrodes
NMR : Novel zwitterionic reverse micelles for encapsulation of proteins in low-viscosity media
NMR : Novel zwitterionic reverse micelles for encapsulation of proteins in low-viscosity media
NMR : Novel zwitterionic reverse micelles for encapsulation of proteins in low-viscosity media
WideNMR
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Projet ANR Max4us: Miniaturization And hyperpolarized Xenon NMR for Ultrahigh Sensitivity
Cellular scale
Spectrométrie de photoélectrons X  (XPS)
Spectrométrie de photoélectrons X  (XPS)
Computational NMR
Physique et vivant / Physics and life
NMR: Relaxation studies in the presence of off-resonance rf irradiation
NMR: Relaxation studies in the presence of off-resonance rf irradiation
Hyperpolarized species for NMR/MRI : Laser-polarized xenon
Hyperpolarized species for NMR/MRI : Laser-polarized xenon
Hyperpolarized species for NMR/MRI : Laser-polarized xenon
Brevet : Nouveaux complexes pour la séparation de cations
Brevet: Nanofibres gonflables et insolubles et leur utilisation dans le traitement des effluents essentiellement aqueux
Electronic structure theory to decipher the chemical bonding in actinide systems
Electronic structure theory to decipher the chemical bonding in actinide systems
Brevet : Nanofibres gonflables et insolubles et leur utilisation dans le traitement des effluents essentiellement aqueux
Nouvelle microscopie optique très haute sensibilité pour l\'observation des nanomatériaux bidimensionnels
SWAXS Lab -Saclay : The SAXS/ GISAXS/ X-ray reflectomer beamline
SWAXS Lab -Saclay : The SAXS/ GISAXS/ X-ray reflectomer beamline
Les bonnes performances d\'électrodes pour accumulateurs Li-ion à base de nanoparticules d\'oxyde métallique dopé azote élaborées par pyrolyse laser.
Les bonnes performances d\'électrodes pour accumulateurs Li-ion à base de nanoparticules d\'oxyde métallique dopé azote élaborées par pyrolyse laser.
Les bonnes performances d\'électrodes pour accumulateurs Li-ion à base de nanoparticules d\'oxyde métallique dopé azote élaborées par pyrolyse laser.
Brevet :  Utilisation de formiates de bore pour la réduction de fonctions organiques insaturées
Projet Nanoprotection
Projet Nanoprotection
Projet Nanoprotection
Un primaire d’adhésion avant peinture, sans chrome VI, pour l\'aéronautique et le transport
Un primaire d’adhésion avant peinture, sans chrome VI, pour l\'aéronautique et le transport
Un primaire d’adhésion avant peinture, sans chrome VI, pour l\'aéronautique et le transport
Matériaux et irradiation
Nucléation-croissance de Nanoparticules d’or
Nucléation-croissance de Nanoparticules d’or
Membrane polymère pour le traitement d\'effluents pétroliers  (GASPOM)
Catalyse pour la transformation du CO2 / Catalysis for CO₂ conversion
Catalyse pour la transformation du CO2 / Catalysis for CO₂ conversion
Transformation de la biomasse : dépolymérisation de la lignine / Biomass conversion: lignin depolymerization
Des progrès dans la compréhension de la biominéralisation par une nouvelle microscopie X
Cristallographie : Quand un ordre inattendu émerge d’un matériau nanostructuré
Améliorer la sensibilité d’analyse d’échantillons biologiques, avec la microfluidique
Améliorer la sensibilité d’analyse d’échantillons biologiques, avec la microfluidique
Améliorer la sensibilité d’analyse d’échantillons biologiques, avec la microfluidique
Chimie organométallique et mécanismes / Organometallic chemistry and mechanisms
Chimie organométallique et mécanismes / Organometallic chemistry and mechanisms
Chimie organométallique et mécanismes / Organometallic chemistry and mechanisms
Etude du vieillissement de batteries par irradiation
Stockage des déchets nucléaires en conteneur acier en milieux argileux :  mis en évidence d\'une couche nanométrique contrôlant la corrosion
Stockage des déchets nucléaires en conteneur acier en milieux argileux :  mis en évidence d\'une couche nanométrique contrôlant la corrosion
Metrology of nanoparticles
Projet Cleverest (Nov 2017-Nov 2019)
Projet Cleverest (Nov 2017-Nov 2019)
Projet Cleverest (Nov 2017-Nov 2019)
Brevet : Utilisation de formiates silylés comme équivalents d\'hydrosalines
Suivi des  nanoparticules de TiO2 dans les végétaux, en fonction de la nature du sol
Suivi des  nanoparticules de TiO2 dans les végétaux, en fonction de la nature du sol
Suivi des  nanoparticules de TiO2 dans les végétaux, en fonction de la nature du sol
Laboratory \'Structure and Dynamics by Magnetic Resonance\'
Compréhension et optimisation de l’\'électrogreffage local
ANR LabCom 2018 - DESIR
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Solid State NMR studies of Glasses
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Des nanotubes fonctionnalisés pour augmenter la capacité et la stabilité des batteries Li-soufre (Li-S)
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Projet SIMBBAC : \
Computational approaches of xenon encapsulated in functionalized host systems
Étude par spectroscopie de fluorescence femtoseconde d\'un nouveau colorant \
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Matériaux nanostructurés pour l’énergie / Nanostructured materials for energy
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Chimie environnementale et dépollution / Environmental chemistry and depollution
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Matériaux nanoporeux obtenus par procédés sol-gel /  Nanoporous materials obtained by sol-gel processes
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Capteurs chimiques pour l’environnement à base d’oxydes poreux / Environmental chemical sensors based on porous oxides
Dépôt en phase vapeur (PVD) couplé à un jet de nanoparticules, pour la synthèse de revêtements nanocomposites
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Élaboration de fibres de carbone à partir de NTC verticalement alignés
Capteurs chimiques et biochimiques, diagnostic médical / Chemical and biochemical sensors, medical diagnosis
Analyse chimique en ligne au LEDNA
Analyses thermogravimétriques au LEDNA
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CVD pour la synthèse de nanotubes de carbone verticalement alignés et de graphène
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CVD pour la synthèse de nanotubes de carbone verticalement alignés et de graphène
CVD pour la synthèse de nanotubes de carbone verticalement alignés et de graphène
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Diffraction des rayons X : \
Nanofabrication : Mélange et dispersion de nanoparticules ou de nanotubes de carbone
Matériaux nanocomposites nanostructurés (cristallisés et matière molle.) : de leur élaboration, à leurs propriétés.
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Nanotubes de carbone verticalement alignés pour électrodes de supercondensateurs
Microscopies électroniques au LEDNA
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Recuit 2200°c sous atmosphère inerte /  Poste de pesée fractionnement
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Spectroscopie / spectrométrie infra-rouge et Raman (LEDNA)
Nanoparticules par pyrolyse laser
Nanoparticules par pyrolyse laser
Nanoparticules par pyrolyse laser
Nanoparticules par pyrolyse laser
Nanoparticules par pyrolyse laser
Nanoparticules par pyrolyse laser
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Synthèse de nanotubes de carbone par CVD
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Etude par analyse in situ de la formation de graphène par CVD
Nano-composites : propriété mécanique et thermique de nanotubes de carbone dans une matrice polymère
Suivre en direct une synthèse chimique grâce à la RMN
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La forme des nanomatériaux : une caractéristique déterminante dans le blocage de l’autophagie, un mécanisme sous-jacent de la toxicité
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Conductivité ionique dans les grenats LLAZO
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Vers un substitut sanguin à base de nanoparticules de silice
Nouvelle électrode fonctionnelle en alliage InSb pour les batteries magnésium-ion
Du CO2 et du cuivre pour le radiomarquage de composés pharmaceutiques / CO2 and copper to radiolabel pharmaceutical compounds
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Elaboration d\'un outil d\'acquisition RTI open source (Reflectance Transformation Imaging)
Sonde bimodale fluorescence –RMN pour la détection spécifique des protéines
Sonde bimodale fluorescence –RMN pour la détection spécifique des protéines
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Chantier CNRS Notre-Dame
Chantier CNRS Notre-Dame
129Xe NMR-based biosensors @ LSDRM
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129Xe NMR-based biosensors @ LSDRM
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129Xe NMR-based biosensors @ LSDRM
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Brevet : Nanocomposite photoactif et son procédé de fabrication / Photoactive nanocomposite and method for the production thereof
Brevet : Procédé de fabrication de nanotubes de carbone verticalement alignés, et condensateurs électrochimiques utilisant ces nanotubes comme électrodes
Brevet : Procédé de préparation d\'une électrode comprenant un support en aluminium, des nanotubes de carbone alignés et un polymère organique électro-conducteur, la dite électrode et ses utilisations
Brevet : Procédé de préparation d’alkylamines / Method for preparing alkylamines
Brevet : Procédé de préparation de méthoxyboranes et de production de méthanol / Method for preparing methoxyboranes and for producing methanol
Brevet : Procédé de fabrication d\'un dispositif microstructuré et dispositifs de mise en œuvre associés
Brevet : Cellule de mesure par résonance magnétique nucléaire en milieu liquide avec une bobine à couplage inductif, système comprenant une telle cellule et son utilisation
Brevet : Procédé de préparation de matériaux hybrides cœur-coquille
Brevet : Dispositif pour la synthèse de nanoparticules de type cœur-coquille par pyrolyse laser et procédé associé.
Brevet : Procédé de dopage par l\'azote de matériaux solides
Brevet : Procédé de préparation de molécules électroluminescentes organiques
Brevet :  Procédé de métallisation d\'une surface d\'un support solide
Importance des modifications chimiques des protéines pour leurs interactions avec les nanoparticules
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L’ion uranyle [UO2]2+ : un catalyseur efficace pour la réduction de doubles liaisons C=O
Projet SOS Epaves - Save Our Shipwrecks
La couronne de protéines adsorbées sur des nanoparticules de silice dévoile sa structure
Une couronne d’hémoglobine éclaire les réactions des nanoparticules dans leur milieu biologique
Brevet : Dispositif de dépot de particules de taille nanométrique sur un substrat
Brevet : Préparation de nouveaux capteurs et filtres d\'aldéhydes et/ ou de cétones
Brevet : Procédé de préparation d\'un matériau composite, matériau ainsi obtenu et ses utilisations
Nanotubes d\'imogolites (Aluminosilicates et aluminogermanates) : synthèse et propriétés
Nanotubes d\'imogolites (Aluminosilicates et aluminogermanates) : synthèse et propriétés
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Des états excités de l’ADN produits par les rayonnements ionisants.
Une molécule-cage transporteuse d\'oxygène
Procédé de synthèse du méthanol, renouvelable en carbone et silicium
Conception de la Plateforme d’Acquisitions MUlti Dimensions (PAMUD)
Structure, captation cellulaire, migration et toxicité de nanoparticules métalliques greffées de polymères pour la nanomédecine
Structure, captation cellulaire, migration et toxicité de nanoparticules métalliques greffées de polymères pour la nanomédecine
Brevet : Procédé de synthèse de composés organiques marqués au carbone
Brevet : Procédé de synthèse de nanoparticules silicium-germanium de type cœur-coquille par pyrolyse laser, procédé de fabrication d\'une électrode pour batterie au lithium et électrode associée
Brevet : Dispositif portable de microscopie électrochimique, kits le comprenant et leurs utilisations
Brevet : Procédé de formation d\'un film organique polymérique a la surface d\'un substrat métallique mettant en œuvre un gel
Brevet : Couvercle anti-odeur
Brevet : Procédé de croissance de nanotubes de carbone en surface et dans le volume d\'un substrat carboné poreux et utilisation pour préparer une électrode
Brevet : Procédé de dépolymérisation de matériaux polymères oxygénés par catalyse nucléophile
Brevet : Procédé de préparation de matériau sol-gel silicaté nanoporeux monolithique
Brevet : Procédé de fabrication de pigments cosmétiques omniphobes
Brevet : Microsonde pour analyse par résonance magnétique nucléaire
Brevet : Procédé de traitement d\'une pièce métallique spécifique en vue d\'améliorer sa résistance a la corrosion et ses propriétés d\'adhésion a une composition de revêtement, telle qu\'une peinture
Brevet : Procédé de préparation d\'une surface à activité bactériostatique et surface ainsi préparée
Brevet : Procédé de préparation d\'un matériau biocide, bactéricide et/ou bactériostatique
Nanostructures et biomolécules : biomédecine et nanotoxicité / Nanostructures and biomolecules: biomedicine and nanotoxicity
Brevet : Procédé de préparation de composés oxyboranes
Nouvelles surfaces antibactériennes efficaces et modulables par greffage robuste de polyionènes
SCARCE : 18 mois de collaboration entre une université de Singapour et le CEA
Batteries Mg-ion : amorphisation et cristallisation au sein des anodes In-Pb
Elaboration des premières OLEDs émettrices de lumière circulairement polarisée
La corrosion en milieu complexe :  modèles pour la prédiction du comportement en site de stockage profond
De l’importance de la taille des protéines dans les interactions protéines-nanoparticules
Séparation de charges et photocatalyse dans les imogolites

 

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