Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés :
Chimie organique, RMN
Unité d’accueil : NIMBE / LICSEN
Résumé
La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une technique d’analyse robuste qui, par les faibles énergies mises en jeu, ne perturbe pas le système étudié. Le revers de la médaille est sa faible sensibilité, notamment due à la faible différence d’énergie entre les états accessibles aux spins nucléaires. Pour augmenter la sensibilité spectrale, la solution passe par une étape d’hyperpolarisation, c’est-à-dire de polarisation nucléaire supérieure à la polarisation à l’équilibre thermodynamique. Cette étape utilise les propriétés particulières du parahydrogène, un des deux isotopes de spin nucléaire du gaz dihydrogène. Elle nécessite aussi l’emploi d’un catalyseur spécifique à base d’iridium. Afin que ce catalyseur ne montre pas de signaux gênants sur le spectre RMN en phase liquide, nous explorons la voie du greffage du catalyseur sur des particules submillimétriques. Nous envisageons une approche totalement nouvelle de greffage, afin de limiter au maximum la lixiviation du catalyseur. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce stage de Master 2.
Sujet détaillé
La résonance magnétique nucléaire (RMN) en phase liquide est une technique analytique de référence pour élucider la structure et la dynamique des molécules en solution. Cette technique d’analyse non destructive ne perturbe pas le système étudié. Elle est aussi très reproductible et quantitative. Néanmoins, elle présente des limitations notables, notamment sa faible sensibilité intrinsèque, qui exige souvent des concentrations importantes ou le recours à l’hyperpolarisation.
L’une des techniques d’hyperpolarisation les plus populaires exploite les propriétés singulières du parahydrogène, l’un des isomères du dihydrogène. Le laboratoire dispose d’un montage expérimental dédié à sa production. Cette approche met en œuvre un catalyseur spécifique à base d’iridium : en combinant un catalyseur soluble et un substrat adapté, les signaux de ce dernier se trouvent amplifiés d’un facteur pouvant atteindre 1000.
Cependant, les résonances propres au catalyseur apparaissent aussi, ce qui risque de masquer les signaux caractéristiques de molécules faiblement concentrées en solution. Pour contourner cette difficulté, nous explorons l’immobilisation du catalyseur sur un support solide, ce qui entraîne l’élargissement de ses signaux jusqu’à les rendre indétectables. Néanmoins, ce type de greffage manque souvent de robustesse, et l’on observe fréquemment une lixiviation du catalyseur au fil du temps.
Le stage de master proposé vise à développer et évaluer une méthode d’immobilisation entièrement novatrice, qui promet une stabilité nettement accrue.
Ce stage se déroulera principalement au sein du LICSEN, un laboratoire du NIMBE, une unité mixte CEA/CNRS du CEA Saclay. Les catalyseurs synthétisés seront notamment caractérisés par RMN au LSDRM. Ce stage sera encadré par M. Mortada YAZBEK, doctorant LICSEN-LSDRM, et ses propres encadrants, Stéphane CAMPIDELLI (LICSEN) et Gaspard HUBER (LSDRM).
Le sujet requiert des compétences particulièrement en chimie des matériaux, et si possible en chimie organique, chimie inorganique, et en RMN.
Lieu du stage
France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Non
- Date limite de candidature : 15 février 2027
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Travail en laboratoire sous sorbonne et méthode de RMN avancée
Liens utiles
Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/nimbe/licsen/
Responsable du stage
Stéphane CAMPIDELLI
Tél. : +33 1 69 08 51 34
Email :
Responsable NIMBE / LICSEN
Tél. :