Doctorant.e H/F en physique des matériaux

Sujet de thèse :
Préparation et modélisation numérique de la mise en organisation d’hétérostructures antimicrobiennes à base d’oxydes de graphène

Les oxydes de graphène (OG) constituent des objets colloïdaux de basse dimensionnalité qui ont montré un vif intérêt auprès des communautés scientifiques et industrielles au regard de leurs propriétés mécaniques et électriques singulières. L’introduction d’oxygène au sein de la structure graphitique, après attaque acide et oxydation d’un précurseur de graphite, permet de moduler les propriétés électriques des OG tout en rendant les nanofeuillets dispersables en milieu aqueux qui peuvent s’auto-assembler suivant la taille latérale des feuillets carbonés et leur fraction volumique en des phases lyotropes de type cristal liquide (CL). La mise en place de ces phases lyotropes CL (nématique ou lamellaire) s’appuie sur des effets entropiques, dits de volume exclus relativement bien compris pour des espèces mono-colloïdale mais reste encore assez difficile à appréhender pour des ensembles bi-colloïdaux, où des effets antagonistes peuvent subvenir. En plus de soulever des questions fondamentales en physique de la matière molle et notamment leur impact sur l’organisation d’autres phases colloïdales organiques ou inorganiques, les oxydes de graphène et leurs phases autoassemblées montrent des intérêts en science des matériaux pour concevoir des matériaux composites où les nanofeuillets jouent le rôle de système gabarit pour organiser des nanoparticules fonctionnelles de différentes morphologies. En effet, les oxydes de graphène ont pu être ainsi utilisés avec un certain succès comme support pour être associés à d’autres colloïdes à des clusters métalliques à base de Mo6 pour la préparation de nanocomposites antimicrobiens.


Ce projet de thèse vise à tirer profit des organisations singulières formées par des particules inorganiques de basse dimensionnalité comme des oxydes de graphène (OG) et des effets de volume exclus associés pour comprendre leur impact sur la mise en organisation d’autres espèces colloïdales organiques et inorganiques, notamment des espèces photosensibilisatrices en vue de préparer des matériaux hybrides hétérostructurés à propriétés antimicrobiennes. Ce projet de thèse interdisciplinaire entre les instituts de Physique et de Chimie s’inscrit dans une collaboration étroite et complémentaire entre l’ICMN (UMR 7374), des chercheurs du NIMS (notamment Dr. Renzhi Ma, responsable scientifique du groupe Nanomatériaux fonctionnels), et le LINK (IRL 3629, Fabien Grasset, directeur de cette unité internationale de recherche), unité internationale de recherche franco-japonaise implantée au NIMS à Tsukuba, initiée dans le cadre d’un projet international (Projet EIG CONCERT Japan, PHOTOMOS-H2O) et de leurs expertises respectives. En s’appuyant sur la synthèse d’OG de différentes tailles (200 nm, 1 um & 10 um), que l’ICMN maîtrise, et la compréhension ex
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