Les sujets de thèses

Dernière mise à jour : 24-06-2017

2 sujets INAC

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• Chimie physique et électrochimie

 

Pousser les limites de la sensibilité en Résonance Magnétique Nucléaire du Solide par la Polarisation Dynamique Nucléaire à très basse température

SL-DRF-17-1039

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM)

Laboratoire de Résonance Magnétique (RM)

Grenoble

Contact :

Sabine HEDIGER

Gaël DE PAEPE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Sabine HEDIGER

CNRS - RM/Laboratoire de Résonance Magnétique

+33438786579

Directeur de thèse :

Gaël DE PAEPE

CEA - DRF/INAC/MEM

04 38 78 65 70

Voir aussi : http://inac.cea.fr/Pisp/gael.depaepe/

Voir aussi : http://inac.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_visu.php?id_ast=1111

Ce projet de recherche est centré sur le développement d'un nouvelle technique prometteuse appelée MAS-DNP (polarisation dynamique nucléaire à l'angle magique). Cette technique d'hyperpolarisation permet l'acquisition d'expériences de RMN du solide utiles pour l'extraction d'information structurale à l'échelle atomique, comme par exemple des distances inter-atomiques, ou la caractérisation de la fonctionnalisation de surface.

Il a été démontré récemment que cette technique est particulièrement utile pour des systèmes ne pouvant pas être étudiés par rayons X ou RMN en solution. Grâce à l'énorme augmentation en sensibilité apportée par l'hyperpolarisation et le gain en temps expérimental qui en découle, nous pouvons maintenant aborder des études ambitieuses de systèmes complexes, tels des matériaux poreux, des nano-assemblages, des nano-particules ou nanofils de silicium, etc, qui jusqu'ici n'avaient pu être caractérisés à l'échelle atomique.

Ce travail s’insérera dans un environnement très dynamique du site de Minatec (CEA Grenoble) au sein du laboratoire MEM (CEA INAC), dans lequel l'équipe DNP pousse le développement et l'utilisation de cette technique au delà de l'état de l'art, en collaboration avec la compagnie Bruker (leader mondial dans le domaine). L'équipe utilise le premier système de MAS-DNP haut champs installé en France en septembre 2011, et a conduit depuis avec succès des développements méthodologiques et instrumentaux. Entre autres, l'équipe a construit un équipement permettant une recirculation à haut débits de gaz d'hélium froid donnant ainsi accès à la MAS-DNP à de très basses températures (10-100 K). Ce nouveau régime d'utilisation de la MAS-DNP ouvre tout un panel de nouvelles opportunités.

Ce travail de doctorat s'insère dans un projet ERC plus large (porteur G. De Paëpe) impliquant des partenaires académiques et industriels.

Quantum dots fonctionnalisés par des ligands redox actifs pour la photocatalyse en lumière visible

SL-DRF-17-0836

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SyMMES)

Laboratoire de Reconnaissance Ionique et Chimie de Coordination

Grenoble

Contact :

Vincent MAUREL

Jean-Marie MOUESCA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Vincent MAUREL

CEA - DSM/INAC/SYMMES/CAMPE

04 38 78 35 98

Directeur de thèse :

Jean-Marie MOUESCA

CEA - DSM/INAC/SYMMES/CAMPE

04 38 78 30 13

Nous proposons d’étudier dans cette thèse une nouvelle classe de photocatalyseurs préparés à partir de quantum dots colloïdaux. L’objectif à long terme est d’obtenir des photocalyseurs i/ à un coût abordable, ii/ qui fonctionnent avec la lumière visible, iii/ qui puissent photocatalyser des réactions rédox utiles en chimie de synthèse dans des conditions douces. L’originalité des systèmes à base de quantum dots est leur fonctionnalisation par des ligands rédox-actifs en vue de promouvoir la séparation des charges photoinduites et leur transfert du cœur des quantum dots jusqu’aux substrats. L’objectif du projet est de montrer que la photocatalyse par des quantum dots fonctionnalisés par des ligands redox-actifs est une méthode versatile avec un large domaine d’application. Pour cela on étudiera l’action de ces nouveaux photocatalyseurs sur 1/ des réactions chimiques en milieu organique, 2/ des réactions dans l’eau sur des substrats biochimiques.

Ces systèmes [Quantum dots + ligands actifs] seront évalués au moyen de spectroscopies optique et de résonance magnétique résolues en temps permettant d'étudier les espèces transitoires générées par transfert d'électron. Notre groupe possède une expertise reconnue depuis plusieurs années pour la caractérisation et la détection d’espèces transitoires photo-induites mais aussi la maitrise de la fonctionnalisation des quantum dots. Nous avons ainsi mis au point un montage de spectroscopie de Résonance Paramagnétique Electronique résolue en temps permettant de caractériser en temps réel les espèces successivement créées par transfert d’électron après un flash laser pour des durées de vie aussi courtes que 100 ns.

Le programme de thèse permettra au doctorant de se familiariser avec les différentes techniques expérimentales (en particulier les spectroscopies résolues en temps), d'explorer de nouveaux systèmes [Quantum dots + ligands actifs] et d’étudier l’influence de différents paramètres structuraux sur l’efficacité de ces systèmes. L'interaction des ligands redox-actifs avec le coeur des quantum dots sera aussi étudiée par calculs DFT

 

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