Postdoc (H/F) : Compréhension quantitative du transport thermique à partir de la surface des nanoparticules d'oxyde de fer pendant l'hyperthermie

Description du Poste

Les Missions

Contexte scientifique
QUANT (Quantitative Understanding of Nanoscale Heat Transport from Iron Oxide Nanoparticles’ Surface du-
ring Hyperthermia) est un projet collaboratif ANR de 42 mois ; il réunit cinq partenaires complémentaires : PHENIX/Sorbonne (synthèse et fonctionnalisation de nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer, coordination), CEISAM/Nantes (nanoassemblages magnéto-fluorescents), Synchrotron SOLEIL (mesure EXAFS de la température intra-particulaire, WP2), ENS Paris (dispositif de fluorescence résolue en temps pour la thermométrie spatio-temporelle, WP3), et UPVD/PROMES (théorie et modélisation, WP4 — ce poste)
L’hyperthermie magnétique est une technique dans laquelle des nanoparticules d’oxyde de fer (MNP), excitées par un champ magnétique alternatif (AMF, 100 kHz–1 MHz), convertissent l’énergie électromagnétique en chaleur via les mécanismes de relaxation magnétique de Néel et de Brown. Ce processus est quantifié par la puissance spécifique absorbée (SLP ou SAR). Si l’échauffement macroscopique de dispersions de MNP est bien caractérisé, le paysage thermique à l’échelle nanométrique, ainsi que le gradient de température dans les quelques nanomètres entourant une nanoparticule individuelle, demeure largement inexploré sur les plans expérimental et théorique.
Combler ce manque est très important car la compréhension des effets d’un chauffage localisé (activation de protéines membranaires, catalyse, libération de médicaments) nécessite une bonne connaissance de la température à la surface même des nanoparticules, et non seulement dans le fluide environnant. À ce jour, aucune mesure directe de ce gradient autour de nanoparticules magnétiques n’a été réalisée. Dans ce contexte, le projet QUANT propose une stratégie combinée, expérimentale et théorique, afin de combler ce manque. Le WP4 dirigé par l’UPVD/PROMES, constitue le socle théorique du projet ANR QUANT.

L'Activité

Objectifs du travail postdoctoral (WP4)
Le ou la postdoctorant(e) développera et validera un cadre théorique couplant dynamique magnétique et transport thermique :
— Calcul du SLP/SAR. Résolution de l’équation stochastique décrivant la dynamique de l’aimantation dans le formalisme de Langevin pour des nanoparticules d’oxyde de fer soumises à un AMF, en tenant compte des distributions de taille et d’anisotropie ainsi que des interactions dipolaires interparticulaires. Cela permettra d’obtenir la puissance dissipée Pi (T ) pour chaque nanoparticule.
— Profil spatio-temporel de température. Utilisation de sources de chaleur discrètes dans l’équation de la chaleur étendue et calcul analytique (par exemple via l’approche par fonctions de Green) et numérique de l’élévation de température spatio-temporelle ∆T (r, t) à partir des centres chauffants vers le milieu environnant.
— Observables pour une confrontation directe à l’expérience.
— SAR de l’assemblage en fonction de la distribution de tailles, de la concentration et des interactions dipolaires ;
— profil ∆T (r, t) à comparer aux données de thermométrie par durée de vie de fluorescence du WP3 (ENS Paris) ;
— courbes de relaxation de l’aimantation m(t) extrayables des mesures du WP3.
— Effets d’interface. Étude du rôle de la résistance de Kapitza (conductance thermique interfaciale) et, si nécessaire,
d’une description atomistique de la structure interne des nanoparticules sur la distribution de température.

Méthodes / Outils
Physique statistique ; théorie du nanomagnétisme ; équation stochastique de LLG (formalisme de Langevin) ; théorie de la réponse linéaire et non linéaire (SAR, susceptibilité dynamique) ; formalisme analytique par fonctions de Green pour l’équation de la chaleur dans des milieux hétérogènes ; simulations numériques (Python / C++) ; modélisation atomistique des spins (optionnelle).

Votre Profil

Compétences

Profil recherché
Doctorat en physique de la matière condensée ou en physique théorique ; solide formation en magnétisme et/ou
transport thermique ; expérience démontrée en modélisation numérique (Python et/ou C++) ; familiarité avec les
équations différentielles stochastiques ou la physique statistique ; intérêt pour l’interaction théorie–expérience.

Votre Environnement de Travail

Informations sur le poste
— Durée : 18 mois (contrat postdoctoral ANR)
— Date de début : janvier 2027
— Lieu : laboratoire PROMES-CNRS, Université de Perpignan Via Domitia, Perpignan, France
— Salaire : salaire postdoctoral ANR standard en France (à partir de 3 040 euros brut/mois), selon l’expérience et conformément à la réglementation CNRS/ANR en vigueur
— Aide au visa : pour les candidates et candidats hors UE/EEE, le laboratoire fournira la convention d’accueil officielle requise pour la demande de visa
— Langue de travail : anglais (la connaissance du français n’est pas requise mais constitue un atout pour la vie quotidienne)

Le travail sera effectué au sein du laboratoire PROMES (Perpignan/Tecnosud) et sera encadré par une équipe d'experts dans le domaine. Des visites régulières seront organisées dans les laboratoires partenaires.

Contraintes et risques

Aucun risque direct lié au travail théorique dans ce projet.

Rémunération et avantages

Rémunération

A partir de 3040€ ajustable selon expérience

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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