Responsable : Mathieu Pinault
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. L'objectif est de répondre à des applications à fort impact sociétal dans le domaine de l’énergie, de l’environnement, de la santé et des matériaux composites fonctionnels.
Le LEDNA a pour principal objectif scientifique d'étudier les phénomènes physico-chimiques à mettre en œuvre pour concevoir des procédés de synthèse performants (rendement, efficacité...) en phase gazeuse ou en phase liquide et d'analyser leurs propriétés physique, chimique et mécanique intrinsèques résultant de leur faible taille, ou à l'issue de leur mis en forme dans des matériaux ou des dispositifs , en vue d'applications.
Ces recherches sont organisées autour de 5 thématiques :
Le LEDNA mène également des travaux transverses de fonctionnalisation de surface et de mise en forme des nano-objets. Il s’intéresse aux impacts sociétaux de ces nano-objets en étudiant leur toxicité, en collaboration avec des biologistes.
Pour mener ces études, le LEDNA réalise des développements instrumentaux :
et dispose d'équipements de caractérisation performants adaptés à l'étude de nanoobjets : MEB-FEG, Spectroscopie Raman, Spectroscopie de corrélation de photons... et de mesures des propriétés chimiques, physiques ou mécaniques : mesures électriques, électrochimiques...
Et se déplace sur les grands instruments (SOLEIL, ESRF...) : dépôt de projets et collaborations sur temps de faisceau interne.
Une des spécificités de l’équipe LEDNA est l’équilibre entre études académiques et appliquées : pour les systèmes ayant atteint un niveau de maturité permettant de proposer une valorisation industrielle, le LEDNA se préoccupe, par des travaux de R&D conjoints, de transposer les procédés de synthèse et les dispositifs élaborés au laboratoire à l'échelle supérieure pré-industrielle (prototypes, TRL 2 à 5). Pour cela, le LEDNA s’appuie sur les partenariats existants (Sté Nawatechnologies, Sté Ethera, RTE-France...) ou en construction, et collabore avec de nombreuses équipes de recherche nationales (ICMO et LPS d'Orsay, CEA-LITEN, ICGM Montpellier, LNIO UTT-Troyes...) ou internationales (NTU Singapour, Karlsruhe-KIT, Université de Birmingham...).
Matériaux, nanomatériaux, matériaux pour l'énergie et matériaux du patrimoine
Les recherches fondamentales sur les matériaux permettent de développer des méthodes pour élaborer des matériaux complètement nouveaux aux propriétés originales.
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 .
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.
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.
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.
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.
Analyse chimique en ligne au LEDNA
Analyse en ligne de jets de nanoparticules
Analyses thermogravimétriques au LEDNA
CVD pour la synthèse de nanotubes de carbone verticalement alignés et de graphène
Dépôt de films minces à partir de la voie liquide
Mesures de surface spécifique et porosité (LEDNA)
Nanofabrication : Mélange et dispersion de nanoparticules ou de nanotubes de carbone
Recuit 2200°c sous atmosphère inerte / Poste de pesée fractionnement
4 sujets /NIMBE/LEDNA |
Dernière mise à jour :
SL-DRF-23-0679
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Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2023
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SL-DRF-23-0046
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SL-DRF-23-0402
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SL-DRF-23-0347
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Spécialité
Génie des procédés
Niveau d'étude
Bac+5
Formation
Ingenieur/Master
Unité d'accueil
Candidature avant le
13/07/2023
Durée
6 mois
Poursuite possible en thèse
non
Contact
CHARON Emeline
+33 1 69 08 63 16