Chercheur Postdoctoral en Catalyse Computationnelle & Modélisation DFT des Surfaces de Nanodiamants pour la Fluoruration Durable (H/F)

Description du Poste

Les Missions

Le ou la postdoctorant·e rejoindra l’Institut des Matériaux de Nantes (IMN, UMR CNRS 6502) dans le cadre du projet ANR CADENA, une initiative ambitieuse visant à développer des nanodiamants de détonation (ND) reconstruits chimiquement pour des applications catalytiques dans des réactions de fluoration durables. Sous la direction du Dr. Chris Ewels (Directeur de recherche CNRS, spécialiste de la modélisation DFT des nanocarbones), le ou la postdoctorant·e pilotera le Work Package 2 (WP2), dont l’objectif est d’identifier et modéliser les sites catalytiques les plus efficaces sur les ND à l’aide de calculs avancés en Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT). Le projet cherche à révolutionner la conception de catalyseurs à base de ND en contrôlant leur reconstruction de surface et leur fonctionnalisation, permettant des procédés de fluoration plus verts et sélectifs pour des secteurs industriels clés comme les batteries, la pharmacie et l’agrochimie.
Le thème scientifique porte sur la chimie de surface et la catalyse, avec un focus sur la compréhension de l’impact des traitements par halogénation (fluor, chlore) et thermiques sur les propriétés électroniques et structurales des ND. Le ou la postdoctorant·e collaborera étroitement avec les partenaires expérimentaux (ICCF, IJL, IC2MP, Syensqo) pour valider les prédictions computationnelles et développer des catalyseurs à la fois actifs et stables dans des conditions réactionnelles exigeantes. Ce poste offre une opportunité unique de contribuer à un projet transformateur à l’interface entre la science des matériaux, la chimie computationnelle et l’innovation industrielle durable.

L'Activité

Le ou la postdoctorant·e sera chargé·e de développer et valider des modèles DFT pour simuler la structure atomique, la stabilité et la réactivité des surfaces de ND reconstruites, incluant des systèmes hybrides sp²/sp³ et des surfaces fonctionnalisées. Les activités principales incluent :

La modélisation de défauts de surface (vacances, dopants, groupes fonctionnels) et leur influence sur les mécanismes de transfert de charge catalytique, en collaboration avec les équipes expérimentales pour guider le choix des stratégies de fonctionnalisation optimales.
La simulation de l’adsorption de gaz (CO, O₂, H₂, NOₓ, etc.) sur les surfaces de ND pour prédire les configurations de liaison et les signatures spectrales IR, permettant d’identifier les sites actifs pour les réactions catalytiques.
L’exploration des mécanismes de dopage par transfert de charge, une approche innovante pour améliorer l’activité catalytique, et l’étude du rôle des défauts azotés substitutionnels dans la stabilisation des surfaces de ND.
La collaboration avec les WP3 et WP5 pour affiner les protocoles expérimentaux sur la base des insights computationnels, assurant une cohérence entre les prédictions théoriques et les performances catalytiques pratiques.
Le ou la postdoctorant·e contribuera également à la diffusion scientifique, incluant la rédaction d’articles dans des revues à fort impact, des présentations lors de conférences internationales, et la participation aux réunions du projet. Ce rôle exige une approche proactive de la collaboration interdisciplinaire, en reliant théorie et expérience pour accélérer le développement de catalyseurs de nouvelle génération à base de ND.

Votre Profil

Compétences

Formation et expérience :
Doctorat en Science des Matériaux, Chimie Computationnelle, Physique ou domaine connexe, avec une solide expérience en modélisation DFT et en simulation de nanocarbones ou de systèmes catalytiques, diamante de preference.
Maîtrise des logiciels de chimie quantique (VASP, AIMPRO, ORCA) et des langages de script (Python, Bash) pour l’analyse de données et l’automatisation des workflows.
Expérience des environnements de calcul haute performance (HPC) et des outils de calcul parallèle (ex. SLURM), indispensable pour exploiter le cluster Tier-3 de l’IMN et les mésocentres régionaux.
Connaissance en science des surfaces de diamante, chimie des défauts ou catalyse hétérogène souhaitée, ainsi qu’un historique de publications dans des revues à comité de lecture.
Connaissances techniques :
Expertise en calculs de structure électronique, simulations de propriétés vibroniques, et analyse des phénomènes d’adsorption de surface.
Connaissance des potentiels d’apprentissage automatique (GAP, ACE) ou des champs de force réactifs, un atout pour les systèmes de grande taille.
Compétences collaboratives et communicationnelles pour interagir avec les partenaires expérimentaux et présenter des résultats complexes à des audiences pluridisciplinaires.
Compétences transversales :
Capacité à travailler de manière autonome tout en s’intégrant dans une équipe dynamique et multiculturelle.
Maîtrise de l’anglais (écrit et oral) pour la rédaction scientifique et la collaboration internationale.

Votre Environnement de Travail

Le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), premier organisme public de recherche en Europe, impulse l’innovation interdisciplinaire dans tous les domaines scientifiques. Ce poste de postdoctorant·e est accueilli à l’Institut des Matériaux de Nantes (IMN, UMR CNRS 6502), un laboratoire de référence en science des matériaux, reconnu pour son expertise dans les nanocarbones, la modélisation computationnelle et les techniques de caractérisation avancées. L’IMN dispose d’une infrastructure de pointe, incluant un cluster de calcul haute performance (HPC) de niveau Tier-3 et un accès aux mésocentres régionaux, permettant des recherches innovantes en simulation atomique et en conception de matériaux.
Le projet CADENA est financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre du programme PRCE (Projets de Recherche Collaboratifs – Entreprises). Il rassemble un consortium pluridisciplinaire associant des partenaires académiques et industriels : l’ICCF (Clermont-Ferrand), l’IJL (Nancy), l’IC2MP (Poitiers) et Syensqo (ex-Solvay). L’objectif est de développer des catalyseurs à base de nanodiamants pour des réactions de fluoration durables, répondant à des enjeux majeurs dans le stockage d’énergie, la pharmacie et l’agrochimie. En combinant synthèse expérimentale, caractérisation in situ et modélisation DFT, CADENA vise à remplacer les catalyseurs toxiques par des alternatives écologiques et performantes, s’inscrivant dans les objectifs de chimie verte et d’économie circulaire portés par la France et l’Europe.

Rémunération et avantages

Rémunération

3071€/mois

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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