Description du sujet de thèse

Les nanomatériaux et nanoparticules sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels et dans l’agriculture, contribuant à leur dissémination dans l’environnement. Les plantes se trouvent ainsi directement en contact avec ces matériaux, de manière volontaire puisqu’ils peuvent entrer dans la composition de fertilisants et de pesticides, ou de manière fortuite, par l’intermédiaire des boues d’épandage par exemple. Les études montrent que les nanoparticules (NP) peuvent favoriser ou, au contraire, diminuer la croissance et le développement des plantes, et être toxiques [1]. Toutefois, les mécanismes par lesquels les NP interagissent avec les végétaux sont encore méconnus. Les comprendre est donc crucial.
Les objectifs principaux de ce projet de thèse seront d’étudier la réponse mécanique des cellules végétales et la structure de leur paroi en présence de nanoparticules. Nous essaierons d’expliquer dans quelles conditions et de quelle manière les nanoparticules peuvent agir sur la physique des parois des cellules et les répercussions sur la plante.
Le travail de thèse comporte une partie expérimentale importante, centrée sur l’utilisation des techniques de caractérisation suivantes :
- la nano-indentation par microscopie à force atomique (AFM), qui permet de mesurer le module élastique de la paroi végétale perpendiculairement à l’indentation et de quantifier la pression hydrostatique à l’intérieur de la cellule [2]
- la spectrométrie Raman, qui apporte des informations sur la composition chimique, l’organisation des polysaccharides et de leur distribution au sein de la paroi végétale.

Le(la) candidat(e) devra être titulaire d'un master 2 en Physique, Nanosciences, Physique du vivant ou biophysique et avoir un intérêt marqué pour travailler sur un sujet à la frontière entre physique et biologie.

Références :
[1] X. Wang, H. Xie, P. Wang and H. Yin, Nanoparticles in Plants: Uptake, Transport and Physiological Activity in Leaf and Root, Materials 16 (2023): 3097
[2] L. Beauzamy, J. Derr and A. Boudaoud, Quantifying Hydrostatic Pressure in Plant Cells by Using Indentation with an Atomic Force Microscopy, Biophys. J. 108 (2015): 2448–2456

Contexte de travail

Le laboratoire d’accueil est l'IMN site Lombarderie (UMR 6502, http://www.cnrs-imn.fr) qui est une unité mixte de recherche CNRS - Nantes Université, composée de plus de 200 personnels, dont environ 120 permanents et 80 doctorants et post-doctorants. Le/la doctorant(e) intégrera l’équipe Physique des Matériaux et Nanostructures (PMN).

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Des déplacements hors région auront lieu durant la thèse.