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Paris-Saclay
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Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

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Synthèse automatisée de nanoparticules

Spécialité : CHIMIE / Chimie des matériaux

Contact : CARRIERE David,
e-Mail : david.carriere@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 54 89
Laboratoire : NIMBE/LIONS

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-6 mois
Date limite de constitution de dossier : 30/04/2021

Résumé :
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.

Sujet détaillé :
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.
Techniques utilisées au cours du stage :
Diffusion des rayons X aux petits angles, codage en Python, théories de la nucléation / croissance

Mots clés : Nanoparticules, diffusion des rayons X, théories de la nucléation / croissance

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