Réseaux de nano-hélices plasmoniques induits par l'auto-assemblage de copolymères à blocs chiraux. Vers des applications photocatalytiques. (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

La catalyse asymétrique (énantiosélective) est la stratégie la plus pertinente pour obtenir des composés chimiques énantiopurs, revêtant une importance capitale pour le développement de la pharmacologie moderne ainsi que pour de nouvelles formulations dans les industries agrochimique et alimentaire. Généralement mise en œuvre en solution homogène avec des catalyseurs moléculaires, des efforts importants ont été consacrés au développement de réactions asymétriques en milieu hétérogène.
Parallèlement, le domaine de la photocatalyse par lumière visible a connu une croissance significative depuis le début du XXIᵉ siècle, permettant de développer des transformations chimiques plus sélectives et efficaces grâce à des processus de transfert d’énergie ou d’électrons. À cet égard, l’utilisation de structures plasmoniques comme photosensibilisateurs et photocatalyseurs hétérogènes s’est avérée particulièrement précieuse. Le rayonnement solaire, source d’énergie abondante, bon marché et écologique, rend le développement d’approches photocatalytiques particulièrement résonant avec le besoin actuel de produits chimiques plus durables et accessibles.
Dans le cadre de ce projet, nous proposons de combiner les propriétés uniques de la photocatalyse plasmonique avec la réactivité asymétrique, dans le but de réaliser des réactions photocatalytiques asymétriques et hétérogènes pilotées par des plasmons. Comme systèmes plasmoniques, nous utiliserons des nanostructures chirales dérivées d’hélices supportées, obtenues par auto-assemblage de copolymères à blocs (BCP) chiraux, plus précisément via l’auto-assemblage de chaînes de BCP chirales en phase hexagonale hélicoïdale (H)**. Ces structures résultent de transferts de chiralité à différentes échelles : depuis les monomères chiraux (chiralité moléculaire), les chaînes de BCP chirales (chiralité conformationnelle), jusqu’aux superstructures chirales hiérarchisées (chiralité de mésophase). Cette évolution homochirale, peu explorée dans la littérature, permet de générer des réseaux de motifs chiraux en surface avec une orientation contrôlée, basée sur la stabilisation de la phase H.
Dans notre approche, les hélices de BCP alignées verticalement, de chiralité spécifique, seront répliquées en réseaux de motifs métalliques (principalement de l’or) par des méthodes de post-hybridation sélective, afin de générer des structures actives en plasmonique. Dans un deuxième temps, la capacité de ces systèmes plasmoniques chiraux à interagir de manière asymétrique avec la lumière et les molécules sera évaluée à l’aide de réactions modèles. Enfin, ces systèmes, étant hétérogènes, serviront de preuve de concept pour des photocatalyseurs plasmoniques asymétriques facilement recyclables.

Missions/Objectifs: Le/la candidat·e sera chargé·e de la synthèse et de la caractérisation des nano-objets plasmoniques. À partir des auto-assemblages de copolymères à blocs (BCP) développés à l’LCPO par Guillaume Fleury, des stratégies d’imprégnation par sels métalliques seront optimisées pour créer des réseaux de nano-hélices métalliques à orientation spécifique. Après caractérisation, ces objets seront utilisés comme photocatalyseurs pour des synthèses énantiosélectives basées sur des réactions modèles.

Activités: Formation de films nanostructurés présentant un réseau d’hélices hors du plan. - Hybridation des réseaux de BCP pour la formation de nano-hélices en or pur. - Caractérisations par microscopies électroniques et spectroscopies vibrationnelles. - Caractérisation chiroptique des hélices individuelles et des réseaux alignés. - Catalyse énantiosélective.

En plus de ses missions expérimentales, le/la doctorant·e sera chargé·e d’une veille bibliographique tout au long des 3 ans.
Il/elle présentera également les résultats lors de conférences internationales (par exemple : Bordeaux Polymer Conference, Chirality, Chirality@theNanoscale, META, etc.) ainsi que lors d’ateliers nationaux tels que le GDR OrNano.

Compétences/Profil:
Doctorat en chimie, chimie physique ou nanosciences.
Aptitude à travailler sur des projets multidisciplinaires.
Capacité à travailler de manière autonome et très organisée ; aptitude à travailler en sécurité, avec une bonne conscience situationnelle, le poste impliquant des tâches manuelles importantes (synthèse et analyse chimique).
Maîtrise de l’anglais écrit et oral ; la maîtrise du français (oral et/ou écrit) sera un atout.

Votre Environnement de Travail

Le/la canditat.e travaillera dans le cadre du projet ANR HELICES et du GRP LIGHT.

Contraintes et risques

Le principal risque est lié à l’utilisation de nano-objets. Toutes les protections nécessaires sont disponibles au laboratoire pour garantir un environnement de travail sécurisé.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

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.

Le CNRS

Les métiers de la recherche