Postdoc (H/F) : Compréhension quantitative du transport thermique à partir de la surface des nanopartic

Missions :
Contexte scientifique
QUANT (Quantitative Understanding of Nanoscale Heat Transport from Iron Oxide Nanoparticles’ Surface du-
ring Hyperthermia) est un projet collaboratif ANR de 42 mois ; il réunit cinq partenaires complémentaires : PHENIX/Sorbonne (synthèse et fonctionnalisation de nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer, coordination), CEISAM/Nantes (nanoassemblages magnéto-fluorescents), Synchrotron SOLEIL (mesure EXAFS de la température intra-particulaire, WP2), ENS Paris (dispositif de fluorescence résolue en temps pour la thermométrie spatio-temporelle, WP3), et UPVD/PROMES (théorie et modélisation, WP4 — ce poste)
L’hyperthermie magnétique est une technique dans laquelle des nanoparticules d’oxyde de fer (MNP), excitées par un champ magnétique alternatif (AMF, 100 kHz–1 MHz), convertissent l’énergie électromagnétique en chaleur via les mécanismes de relaxation magnétique de Néel et de Brown. Ce processus est quantifié par la puissance spécifique absorbée (SLP ou SAR). Si l’échauffement macroscopique de dispersions de MNP est bien caractérisé, le paysage thermique à l’échelle nanométrique, ainsi que le gradient de température dans les quelques nanomètres entourant une nanoparticule individuelle, demeure largement inexploré sur les plans expérimental et théorique.
Combler ce manque est très important car la compréhension des effets d’un chauffage localisé (activation de protéines membranaires, catalyse, libération de médicaments) nécessite une bonne connaissance de la température à la surface même des nanoparticules, et non seulement dans le fluide environnant. À ce jour, aucune mesure directe de ce gradient autour de nanoparticules magnétiques n’a été réalisée. Dans ce contexte, le projet QUANT propose une stratégie combinée, expérimentale et théorique, afin de combler ce manque. Le WP4 dirigé par l’UPVD/PROMES, constitue le socle théorique du projet ANR QUANT.
Activités :
Objectifs du travail postdoctoral (WP4)
Le ou la postdoctorant(e) développera et validera un cadre théorique couplant dynamique magnétique et transport thermique :
— Calcul du SLP/SAR. Résolution de l’équation stochastique décrivant la dynamique de l’aimantation dans le formalisme de Langevin pour des nanoparticules d’oxyde de fer soumises à un AMF, en tenant compte des distributions de taille et d’anisotropie ainsi que des interactions dipolaires interparticulaires. Cela permettra d’obtenir la puissance dissipée Pi (T ) pour chaque nanoparticule.
— Profil spatio-temporel de température. Utilisation de sources de chaleur discrètes dans l’équation de la chaleur étendue et calcul analytique (par exemple via l’approche par fonctions de Green) et numérique de l’élévation de température spatio-temporelle ∆T (r, t) à partir des centres chauffants vers le milieu environnant.
— Observables pour une confrontation directe à l’expérience.
— SAR de l’assemblage en fonction de la distribution de tailles, de la concen
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