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Doctorant(e) en synthèse de capteurs luminescents performants à base de complexes de cuivre(I)-phénanthroline pour la détection de polluants dans l'eau (H/F)

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Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UMR6230-YANPEL-001
Lieu de travail : NANTES
Date de publication : jeudi 9 mai 2019
Nom du responsable scientifique : Pellegrin
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 2 septembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

il est de plus en plus difficile de fournir de l'eau potable aux communautés alors que les besoins sont censés augmenter de 40% d'ici 2035. Etre capable de traiter les eaux usées devient une priorité du point de vue de la santé et de l'écosystème. Les méthodes actuelles sont efficaces mais de nouveaux polluants plus difficiles à détecter et à éliminer font leur apparition (par exemple, les antibiotiques et les perturbateurs endocriniens). Traiter localement des réserves d'eau usée est une solution économiquement viable, pour peu que l'on dispose d'un système efficace d'analyse et décontamination à haut débit.
Dans ce contexte, l'équipe du CEISAM à l'université de Nantes participe à un consortium international (Irlande, Afrique du Sud, Espagne, France) dont le but est de concevoir un prototype portatif que l'on peut utiliser sur place (sur sites dans des industries agro-alimentaires, fermes de microalgues…) et qui sera capable d'analyser et de traiter des eaux polluées avec un haut débit.
Plus précisément, la tâche du CEISAM est de développer un type de capteur original, de toxicité et de prix réduits et résistant en conditions contraignantes. Il s'agit de luminophores à base de complexes de cuivre(I) confinés dans des matrices de silice via des liens covalents entre les complexes et les parois de la silice. Cette dernière promouvra drastiquement leurs propriétés photophysiques tout en les stabilisant vis-à-vis des agressions du milieu extérieur.
Le rôle du ou de la doctorant(e) sera :
1) De synthétiser des ligands organiques chélatants porteurs de fonctions silane (cf. figure ci-avant), d'isoler les complexes de cuivre(I) correspondants et enfin de construire à partir de ces derniers des nano-objets hybrides « CuSi » aux propriétés électroluminescentes par hydrolyse des fonctions silane.
2) En parallèle, un prototype de réacteur sera mis au point en étroite collaboration entre le CEISAM et l'université DCU (Dublin) : ce prototype inclura les dispositifs de détection (mis au point au CEISAM, à l'université de Western Cape en Afrique du Sud et à l'université Rovira I Virgili en Espagne), ainsi bien sûr que la chambre de traitement des eaux (élaborée à Dublin).
3) Enfin, le prototype sera testé sur site, en France et à l'étranger, en accord avec des entreprises majeures du paysage industriel (agro-alimentaire, entreprise de traitement des eaux polluées).

Contexte de travail

le laboratoire CEISAM (Chimie Et Interdisciplinarité: Synthèse, Analyse, Modélisation, UMR 6230) est situé sur le campus de l'université de Nantes. Il comporte environ 60 permanents et 50 doctorants. Le fil conducteur de toutes les recherches est la Chimie Moléculaire. CEISAM bénéficie d'une très bonne visibilité dans les domaines suivants :

1)les matériaux moléculaires photostimulables (stockage de l'information, cellules photovoltaïques à colorant, photosynthèse artificielle et bioimagerie), via une approche de conception-élaboration-caractérisation incluant la modélisation théorique des processus électroniques associés;
2)les biomatériaux (systèmes combinés « substitut osseux/principe actif »)
3)l'analyse et l'exploitation des effets isotopiques induits par le métabolisme (isotopome) dans le vivant
4)la RMN 2D ultra-rapide
5)la catalyse organométallique homogène et hétérogène pour la mise au point de procédés éco-compatibles en chimie fine
6)la chimie moléculaire de haut niveau en soutien au secteur Santé.
Dans ce cadre, le laboratoire CEISAM est organisé en cinq équipes :

a)Ingénierie des Matériaux Fonctionnels [ IMF ],
b)Elucidation de Biosynthèse et Spectrométries Isotopiques [ EBSI ]
c)Modélisation Et Spectroscopie [ ModES ]
d)SYnthèse Multiétapes et BIOSciencE [ SYMBIOSE ]
e)Catalysis, ORganometallic chemistry And synthesIs of Ligands [ CORAIL ]

L'équipe d'accueil est ici l'équipe IMF, dont Yann Pellegrin est membre.

Contraintes et risques

il n'y a pas de risque particulier associé au projet présenté ici, mises à part les habituelles contraintes de sécurité liées aux bonnes pratiques en chimie moléculaire.

Informations complémentaires

le ou la candidat(e) devra être titulaire d'un diplôme de master 2 et/ou d'ingénieur, et devra posséder de solides bases en chimie organique (synthèse de ligands phenanthroline). Des connaissances en chimie de coordination et en procédés sol-gel seront un plus considérable. Le ou la candidate devra réaliser quelques analyses physicochimiques (spectroscopie d'absorption et d'émission, électrochimie éventuellement), méthodes pour lesquelles il ou elle recevra une formation au laboratoire. CEpendant, des connaissances dans ces domaines seront très appréciées.
Enfin, il est important que le ou la candidate fasse preuve de beaucoup de curiosité dans le domaine de l'ingénierie, le but final du projet étant de participer à l'assemblage d'un prototype portatif de traitement et analyse des eaux, et de le tester sur site.
Naturellement, ce projet de recherche est fortement transdisciplinaire et implique des chercheurs de différents pays. La capacité du ou de la candidat(e) à travailler au sein d'une équipe pluridisciplinaire est essentielle et une bonne maîtrise de la langue anglaise serait bienvenue.

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