Thèse de doctorat en physico-chimie, science des matériaux (H/F)

Sujet de thèse :
Capteur optique pour la détection et l'immobilisation des pesticides organophosphorés
Contexte :
Le travail sera pour moitié effectué à l'Institut de Physique de Nice (INPHYNI, Université Côte d'Azur, CNRS UMR 7010, 17 rue Julien Lauprêtre, 06200 Nice), dans l'équipe "Magnetorhéologie et nanomatériaux". Cet institut Niçois compte 175 chercheurs, enseignants- chercheurs, ingénieurs, techniciens et doctorants dont l'activité est organisée en 3 axes et 11 équipes de recherche en photonique, ondes et physique quantique, ainsi qu'en physique non linéaire, fluides complexes et biophysique.
Description du projet de doctorat

Les composés organophosphorés (OP) sont une classe de substances chimiques contenant des atomes de phosphore liés à des groupes organiques et à l’oxygène. Ces composés sont largement utilisés en agriculture comme pesticides, ainsi que dans des applications industrielles, notamment comme retardateurs de flamme, plastifiants et lubrifiants. Hautement toxiques, ils peuvent provoquer une neurotoxicité en inhibant l’activité de l’enzyme acétylcholinestérase. De plus, les OP sont persistants dans l’environnement, contaminant souvent le sol, l’eau et l’air, ce qui peut entraîner des dommages écologiques à long terme.

Traditionnellement, l’analyse des composés OP repose sur des techniques chromatographiques complexes, coûteuses et longues (HPLC, GC), nécessitant l’envoi d’échantillons à un laboratoire spécialisé, ce qui pose des problèmes de conservation et de préservation des échantillons et empêche toute mesure in situ. Pour pallier cette limitation, le développement de méthodes de détection suscite un vif intérêt, notamment pour la conception de dispositifs portables et à faible coût permettant une détection rapide et sur site des composés OP . Parmi ces méthodes, l’utilisation d’enzymes (acétylcholinestérase, phosphatase alcaline, hydrolase des organophosphorés, etc.) comme capteurs pour la détection des pesticides a été largement étudiée. Cependant, ces approches ne peuvent pas remplacer les analyses chromatographiques en raison de leur sensibilité et sélectivité limitées. De plus, l’efficacité des capteurs enzymatiques est influencée par le pH, la température et l’humidité, ce qui les rend inadaptés à certaines applications.

Les capteurs électrochimiques non enzymatiques suscitent un intérêt croissant en raison de leur faible coût, de la rapidité d’analyse et de leurs limites de détection très basses. La sensibilité de ces capteurs dépend principalement des propriétés conductrices du matériau utilisé. Parmi ces matériaux, le graphène, les nanotubes de carbone, les nanoparticules métalliques et d’oxydes métalliques, les nanopolymères, les structures organométalliques (MOF) et les polymères à empreinte métallique (MIP) ont été étudiés, mais des améliorations restent nécessaires, notamment pour optimiser la sensibilité, la sélectivité et la stabilité des performance
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