| Centre
Paris-Saclay
| | | | | | | webmail : intra-extra| Accès VPN| Accès IST | English
Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

Retour à la liste des stages


Déshydratation de l'intermédiaire amorphe : une étape-clé de la cristallisation biologique du CaCO3

Spécialité : / CHIMIE

Contact : CHEVALLARD Corinne,
e-Mail : corinne.chevallard@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 52 23
Laboratoire : NIMBE/LIONS

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-5 mois
Date limite de constitution de dossier : 30/04/2022

Résumé :
La cristallisation biologique du carbonate de calcium, qui permet l'élaboration de tissus durs chez nombre d'invertébrés, s'effectue à partir d'un matériau amorphe qui subit une déshydratation avant d'acquérir un ordre cristallin. Des synthèses modèles seront conduites pour préciser ces mécanismes.

Sujet détaillé :
Le carbonate de calcium est le matériau le plus largement utilisé par les invertébrés pour construire leurs tissus durs (coquilles de mollusques et gastéropodes, spicules d'éponges ou de coraux, dard d'amour des gastéropodes, etc.) Des centaines de millions d'année d'évolution ont abouti à des stratégies de synthèse extrêmement performantes qui permettent de façonner ce matériau à volonté, et que nous commençons tout juste à déchiffrer. L'appropriation de ces stratégies par l'homme est un enjeu énorme car elle permettrait de réaliser des synthèses respectueuses de l'environnement, sans apport d'énergie, tout en conduisant à des structures aux morphologies et propriétés mécaniques finement contrôlées.

Nous développons au laboratoire des synthèses modèles de co-précipitation d'ions calcium et carbonate faisant intervenir un intermédiaire amorphe, mimant ainsi ce qu'il se passe lors de l'élaboration de la coquille par l'huître perlière. L'étude de ces synthèses-modèles doit permettre à terme de comprendre les mécanismes de biocristallisation en reliant la structure finale du cristal au chemin de cristallisation emprunté.

L'objectif de ce stage est de préciser, d'une part, les mécanismes d'apparition de l'intermédiaire amorphe et, d'autre part, son chemin de cristallisation. Un intérêt particulier sera porté à la cinétique de déshydratation de l'amorphe, avant cristallisation, sous différentes conditions environnementales (humidité relative, température). Celle-ci pourra notamment être étudiée par microscopie optique (rotors moléculaires fluorescents permettant de sonder la viscosité locale), spectroscopie Raman, ou encore par analyse thermogravimétrique couplée à de la calorimétrie différentielle (ATG-DSC).

Références :
1. L. Addadi, S. Raz, S. Weiner, Adv. Mater. 2003, 15, 959–970.
2. H. Du et E. Amstad, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 1798 – 1816 .
3. F. Mastropietro, et al. , Nature 2017, 16, 946-953.

Compétences recherchées : de bonnes compétences en expérimentation, analyse de données et écriture de rapports sont indispensables.
Techniques utilisées au cours du stage :
Chimie des solutions, microscopie optique, spectroscopie Raman, ATG-DSC, cryo-TEM

Mots clés : Biominéralisation, nucléation non classique, carbonate de calcium amorphe, microscopie optique.

Lien vers le laboratoire
Lien vers la page du tuteur

 

Retour en haut