Thèse Capteurs Optiques à Base de Nanopipettes pour le Suivi des Gradients Chimiques à Proximité de Nanoparticules Catalytiques H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes Laboratoire de recherche : PPSM - Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires Direction de la thèse : Vitor BRASILIENSE ORCID 0000000255152218 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-28T23:59:59 Le développement de catalyseurs redox efficaces, capables de conserver leur activité en fonctionnement continu, constitue un défi majeur pour la mise au point de systèmes stables de dissociation de l'eau. Cependant, la plupart des réactions impliquées dans ces systèmes, comme l'évolution de l'oxygène ou de l'hydrogène, modifient de manière drastique le pH local. Ce phénomène devient une source majeure de complexité pour comprendre le comportement à long terme des nanocatalyseurs et les mécanismes de désactivation associés. En effet, comme ces variations de pH dépendent de l'activité catalytique, leur ampleur devient très hétérogène, variant selon la taille, la forme et le nano-environnement de chaque nano-objet.Il existe donc une forte demande pour le développement de méthodologies non invasives, capables de sonder les gradients chimiques à proximité immédiate de nano-objets individuels, dans des conditions in operando.Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous prévoyons de développer une série de nouveaux outils pour sonder les gradients chimiques à proximité de particules électrocatalytiques individuelles. Nous proposons d'utiliser des nanopipettes comme supports pour des sondes optiques moléculaires, en exploitant des mécanismes activés par la lumière pour localiser les sondes à l'extrémité des nanopipettes (Fig. 1). Cette approche optique supportée présente plusieurs avantages par rapport aux méthodologies existantes :(i) une réponse temporelle rapide,(ii) une taille réduite, permettant de s'approcher au plus près de la surface des nano-objets,(iii) une inertie chimique, n'affectant que minimalement le système catalytique.Ces travaux s'appuient sur plusieurs résultats préliminaires, notamment la modification contrôlée de surfaces avec une précision de l'ordre de l'attolitre, la démonstration de la modification de pipettes à l'échelle microscopique, ainsi qu'une première démonstration de l'émission dépendante du pH.Nous recherchons un·e candidat·e motivé·e, issu·e d'une formation en chimie physique ou en nanofabrication. Des connaissances en programmation scientifique de base et un intérêt pour le développement d'instrumentation originale seraient un atout, mais ne sont pas obligatoires. Le·a candidat·e évoluera dans un environnement international et participera à des collaborations émergentes, tant au niveau national (via des interactions avec le réseau PEPR LUMA) qu'européen (Université de Technologie de Silésie à Gliwice). Une mobilité courte pendant le stage est à prévoir. Le·a candidat·e bénéficiera d'une formation dédiée à plusieurs techniques d'analyse et de nanofabrication à l'interface entre la photochimie et l'électrochimie. The development of efficient redox catalysts which can retain activity under continuous operation is a key challenge for the development of stable water splitting schemes. However, most reactions involved in these systems, such as oxygen or hydrogen evolution, dramatically affect the local environment pH. This phenomenon becomes a major source of complexity for understanding the long-term nanocatalyst behavior and the associated deactivation mechanisms. Indeed, being activity dependent, the extent of local pH variation becomes highly heterogeneous, depending on size, shape and nanoenvironment of each nanoobject. As a result, there is a strong demand for the development of non-invasive methodologies, able to probe chemical gradients in the vicinity of individual nano objects in operando conditions. To prepare supported fluorescent pH nanosensors To develop a nanoscale sensing strategy to probe in operando ph gradients around individual nanoobjects

Expertise dans les dommaines de la nanofabrication, photochimie et/ou electrochimie. Expérience en preparation et caractérisation de nanopipettes et nanoobjets.

• Programmation