Résumé

L’ingénierie de la matière à l’échelle nanométrique est cruciale dans de nombreux domaines allant de la photonique et du photovoltaïque à la thermoélectricité, ou plasmonique. Le nanomètre est l’échelle de longueur naturelle dans les phénomènes importants pour l’ingénierie, comme le transport de chaleur, la propagation de la lumière ou la conduction du courant. Les nanoparticules sont devenues un élément de base essentiel pour contrôler la lumière, la chaleur ou les électrons à l’échelle nanométrique. De la même manière que les cristaux d’atomes (Silicium) l’ont permis à l’industrie électronique, les cristaux de nanoparticules pourraient permettre de nouveaux types de dispositifs technologiques. Cependant, la cristallisation des nanoparticules en géométries définies s’est avérée difficile avec la nanofabrication “à sec” classique. Mais il y a environ dix ans, une toute nouvelle façon d’organiser les nanoparticules a été mise au point : La cristallisation des nanoparticules dirigée par l’ADN [1,2]. En utilisant l’ADN comme une colle programmable entre les nanoparticules d’or, on a pu accéder à une variété de géométrie cristalline.

Il est maintenant possible d’étendre ces premières réalisations à des systèmes plus complexes mêlant des nanoobjets de nature différente permettant d’associer leurs propriétés uniques. Ce stage a pour but de synthétiser de manière contrôlée en taille et forme des nanoparticules de Pd et de TiO2 afin de pouvoir les structurer conjointement à l’aide d’ADN pour former les supra-cristaux désirés pour des applications énergies de captage d’Hydrogène.

Ce projet de recherche s’effectuera au LMI dans l’équipe « Matériaux à Basses Dimensionnalités » et en collaboration forte avec le LIMMS et le laboratoire Fujii de l’Université de Tokyo qui ont développé conjointement une plateforme de gouttelettes microfluidiques pour cribler massivement les conditions expérimentales d’un système biomoléculaire (par exemple un cocktail d’enzymes amplifiant les brins d’ADN [3,4]). Grâce à une ingénierie thermique plus poussée, la plateforme peut maintenant examiner à la fois la concentration et la température de systèmes chimiques arbitraires. Cette plateforme est maintenant utilisée au LIMMS pour obtenir un diagramme de phase des systèmes d’ADN nanoparticules, afin de révéler les voies d’assemblage et les régions de stabilité de ces systèmes.

• [1] Park et al., Nature, 2008
• [2] Nykypanchuk et al., Nature, 2008
• [3] Genot et al., Nature Chemistry, 2016
• [4] Bacouche et al., Nature Protocols, 2017

Techniques utilisées

• Techniques de synthèse : Réduction de sels-métalliques, chimie des alcoxydes
• Techniques de caractérisation : spectroscopies (IR, UV-vis), microscopie (MET)

Compétences souhaitées

Le (la) candidat(e) doit être motivé(e) par un travail interdisciplinaire alliant la synthèse de nanomatériaux aux caractérisations physico-chimiques. Le (la) candidat(e) devra présenter des connaissances en méthodes de synthèse chimique, et éventuellement quelques notions en biochimie. Nous recherchons une personne ayant la volonté de travailler en équipe et souhaitant développer sa curiosité scientifique.

Coordonnées du Correspondant :

Arnaud Brioude
Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces
Université Lyon 1, campus de la Doua
Bâtiment Chevreul, 69622 Villeurbanne Cedex

Début du stage : Février 2022

Financement

Gratification du stage.