Description du sujet de thèse

La Photochimie et la Mécanochimie, deux composantes bien établies de l'arsenal de la chimie verte, connues respectivement pour une grande sélectivité et pour les quantités réduites d'additifs (solvants), ont été combinées dans le domaine en plein essor de la mécanophotochimie. Pour améliorer sa faisabilité, nous proposons de piloter la photochimie dans la gamme d'énergie du proche infrarouge, en utilisant des nanoparticules à conversion ascendante à base de lanthanide (UCNPs) comme sensibilisateurs. Comme ces particules peuvent aussi être utilisées comme capteurs locaux de pression et de température, le projet Photomill financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), vise entre autres à : (i) utiliser les UCNPs comme nano-lampes dans la mécanochimie à l'état solide, (ii) utiliser les UCNPs comme sondes locales pour des paramètres physico-chimiques tels que la température et la pression. Le projet du doctorat est de tirer profit des propriétés remarquables des Ln-UCNPs mentionnées ci-dessus pour atteindre les objectifs de la mécano-photochimie. Comme l'équipe Softmat a l'habitude de préparer et de caractériser les Ln-UCNP pour diverses utilisations (de la bio-imagerie à la photochimie locale), nous avons identifié deux tâches principales à accomplir :
- La préparation d'UCNPs produisant de la lumière UV à bleue, basées sur des émetteurs au thulium et appropriées pour exciter des photosensibilisateurs sensibles aux UV, plus spécifiquement les photocatalyseurs explorés dans le projet Photomill.
- La compréhension et l'étalonnage des UCNP mécanosensibles pour analyser l'énergétique des transformations photochimiques.
Une partie du travail, en particulier les expériences mécano-chimiques, sera réalisée en partenariat étroit avec l'IBMM et nécessitera que le doctorant se déplace à Montpellier pour des missions de courte durée.
La complémentarité des expertises des laboratoires Softmat et IBMM offrira au candidat un large panel de savoir-faire, de la chimie organique à la chimie inorganique des colloïdes, des Nanosciences à la Chimie Verte. Les candidats doivent être titulaires d'un master en chimie. Les compétences requises se situent dans le domaine de la matière molle (colloïdes inorganiques et organiques) et de la chimie organique. La curiosité scientifique et les aptitudes sociales seront appréciées.

Contexte de travail

Le projet PhotoMill regroupe 4 partenaires complémentaires, dont l'IBMM (Pr. X. Bantreil Institut des Biomolécules Max Mousseron, Montpellier), le GBCM-CNAM (Dr. Z Amarias, Département de Génomique, Bioinformatique et Chimie Moléculaire, Conservatoire National des Arts et Métiers, St Denis), Softmat (Dr C. Coudret, Laboratoire Chimie des colloïdes, polymères & assemblages complexes, Toulouse) et le LNE-CNAM (Dr L. Gevaux, Conservatoire National des Arts et Métiers, St Denis). Cette thèse se déroulera entre les laboratoires Softmat et IBMM
Le laboratoire Softmat (Chimie des colloïdes, Polymères et assemblages complexes) est dédié à la recherche sur la chimie de la matière molle. Il se concentre sur la conception de systèmes organisés composés de surfactants, de polymères, de biomolécules ou de nanoparticules. Nos compétences en chimie analytique, en chimie physique et en photochimie nous permettent également d'évaluer avec précision la relation structure/propriétés de ces objets réactifs. Ces recherches font l'objet de collaborations fréquentes avec des partenaires académiques ou industriels, et contribuent ainsi à relever les défis scientifiques et sociétaux de notre époque. Le laboratoire est basé dans le sud de la France, dans la ville de Toulouse. Consultez notre site internet
L'Institut des Biomolécules Max Mousseron (IBMM) L'IBMM est reconnu au niveau national et international pour ses travaux sur les différentes classes de biomolécules essentielles : lipides, sucres, nucléosides et oligonucléotides, peptides et protéines, molécules prébiotiques et biopolymères. L'IBMM met en avant ses compétences en matière de recherche intégrée, dans le but de comprendre les mécanismes de la vie en concevant des molécules et des systèmes utiles pour la biologie, la médecine et l'agriculture, tout en développant des procédés de chimie verte. Au sein de l'IBMM, l'équipe Chimie verte et technologies habilitantes est située dans le nouveau bâtiment Balard sur le campus du CNRS de Montpellier. L'équipe dispose d'une expertise en mécanochimie (broyage à billes et extrusion réactive), et d'un accès au laboratoire de mesures physiques (LMP) de l'UAR2041 PAC Balard.

Contraintes et risques

Risques standard du travail en laboratoire de chimie ; manipulation de la lumière laser ; manipulation d'enclumes en diamant à haute pression