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Combined electrochemical and surface spectroscopy study of Solid Oxide
Electrolysis Cells
Unité de recherche : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé ICPEES, UMR 7515 ECPM-CNRS Groupe «Nanomatériaux, Catalyse et Interfaces» 25, rue Becquerel, 67087 Strasbourg, Cedex 2 Responsable de stage : Dr Spiros ZAFEIRATOS, HDR, 03 68 85 27 55, [email protected] Thesis description: The solid oxide electrolysis cell
(SOEC) technology has a huge potential for future
mass production of hydrogen, mainly due to its high
electrical-to-chemical energy conversion efficiency
[1]. However, the durability and the performance of
SOEC devices are inferior to that of other competitive
electrolysis technologies inhibiting the
commercialization of SOECs. The proposed research
is related to the investigation of surface processes,
which cause electrode degradation of solid oxide
electrolysis cells. The work will focus on the
characterization of state-of-the-art nickel/doped-
ceria electrodes (NiGDC) using X-ray photoelectron
spectroscopy (XPS), before and after electrochemical
testing. In our group we have developed, miniature
(1x1 cm2) SOEC cells with dimensions properly
adapted for combined electrochemical and XPS
studies, using the aforementioned electrode
materials [2].
Fig. 1. The in house experimental variable
pressure test chamber (top) and the specially
designed electrochemical sample holder
(bottom)
The electrochemical performance of these cells will be tested at ICPEES laboratory in a test facility
consisting of variable pressure reactor equipped with gas phase analytics and the possibility of
performing electrochemical measurements on the sample at elevated temperatures (see fig. 1).
Before and after electrochemical testing the samples will be transferred in vacuum and characterized
by X-ray photoelectron spectroscopy. The aim is to correlate the chemical state of the surface with
the electrochemical performance, in order to understand the dynamical and transient behavior of
SOEC devices.
[1] Bi, L.; Boulfrad, S.; Traversa, E., Steam electrolysis by solid oxide electrolysis cells (SOECs) with proton-
conducting oxides. Chemical Society Reviews 2014,43 (24), 8255-8270.
[2] Papaefthimiou, et al., On the Active Surface State of Nickel-Ceria Solid Oxide Fuel Cell Anodes During
Methane Electrooxidation. Advanced Energy Materials 2013,3 (6), 762-769.
M2 internship, year 2016‐2017 Advisor : Guillaume Rogez (chargé de recherche) [email protected] (03.88.10.72.95)
Playing with nanosheets and microwaves : towards multifunctional hybrid films
Since the discovery of the extraordinary properties of graphene,1 research on other kinds of
functional nanosheets have increased considerably.2‐6 One can find applications of inorganic nanosheets (possibly reassembled) in various fields such as catalysis,7 magnetism,8, 9 or materials for batteries.10, 11 In the "Hybrid Team" at IPCMS, we have been working for many years on the synthesis and characterization of hybrid layered materials (oxides or hydroxides).12 Another approach of the functionalization of lamellar hybrids consists in using exfoliation reactions and then in taking advantage of the reactivity of nanosheets (Fig. 1). It is then possible to functionalize the nanosheets by the desired molecule (or by another nanosheet), and to reassemble them into a functional lamellar material. Besides this "flocculation approach", it is also possible to cast these nanosheets onto a substrate and to form multilayers by sequential depositions.
Figure 1. Scheme of various methods to reassemble inorganic nanosheets.2
We have recently demonstrated the considerable interest of using microwave‐activated reactions for the functionalization of layered materials by insertion‐grafting reactions.13, 14 In addition, we have obtained very promising results on the microwave‐activated exfoliation of lamellar oxides. The M2 internship work will consist in the careful study of this microwave‐assisted exfoliation reaction in order to optimize the parameters to increase the yields of exfoliation, the lateral size of the nanosheets, and the stability of the suspensions. The precise characterization of the nanosheets (XRD, AFM, TEM…) will also be a major stake of this work. A second aspect of this work will deal with the reactions involving these negatively charged nanosheets, with other layers, positively charged, or magnetic nanoparticles. Sequential deposition will also be studied. 1. K. S. Novoselov, et al., Science, 2004, 306, 666‐669. 2. R. Ma and T. Sasaki, Adv. Mater., 2010, 22, 5082‐5104. 3. P. Sun, et al., Carbon, 2012, 50, 4518‐4523. 4. J. N. Coleman, et al., Science, 2011, 331, 568‐571. 5. V. Nicolosi, M. Chhowalla, M. G. Kanatzidis, M. S. Strano and J. N. Coleman, Science, 2013, 340. 6. M. A. Bizeto, A. L. Shiguihara and V. R. L. Constantino, J. Mater. Chem., 2009, 19, 2512‐2525. 7. L.‐W. Zhao, H.‐M. Shi, J.‐Z. Wang and J. He, Chem. Eur. J., 2012, 18, 15323‐15329. 8. E. Coronado, C. Martí‐Gastaldo, E. n. Navarro‐Moratalla, A. Ribera, S. J. Blundell and P. J. Baker, Nat. Chem., 2010, 2,
1031‐1036. 9. M. Osada, Y. Ebina, K. Takada and T. Sasaki, Adv. Mater., 2006, 18, 295‐299. 10. L. Wang, et al., Chem. Mater., 2003, 15, 4508‐4514. 11. S. Suzuki and M. Miyayama, J. Electrochem. Soc., 2007, 154, A438‐A443. 12. G. Rogez, C. Massobrio, P. Rabu and M. Drillon, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 1031‐1058. 13. Y. Wang, E. Delahaye, C. Leuvrey, F. Leroux, P. Rabu and G. Rogez, Inorg. Chem., 2016, 55, 4039‐4046. 14. Y. Wang, E. Delahaye, C. Leuvrey, F. Leroux, P. Rabu and G. Rogez, Inorg. Chem., 2016, in press.
M2 internship, year 2016‐2017 Advisor : Guillaume Rogez (chargé de recherche), Quentin Evrard (PhD student) [email protected] (03.88.10.72.95)
Functional layered hydroxides : towards hybrid multiferroic materials.
Nowadays, the field of multiferroic materials (ie. materials presenting two kinds of ferroic
orders, such as ferromagnetic and ferroelectric orders) is essentially occupied by oxides.
Nevertheless, research on molecular or hybrid multiferroic is currently developing fast, because such
materials present very promising characteristics (versatility of their design, possibility to finely tune
their properties, low temperature syntheses, processability…).1‐3
Within the frame of an ANR project (HYbrid Multiferroic Nanomaterials, HYMN) in
collaboration with the CRISMAT laboratory in Caen, and the CEMCA laboratory in Brest, and basing
on our long experience in the field of layered hybrid materials,4‐9 we propose to develop the
functionalization of magnetic layered simple hydroxides (general formula M2(OH)3X, with M2+ = Cu2+
or Co2+ and X‐ = OAc‐, NO3‐, dodecyl‐sulfate…) by molecules especially designed to favor the
occurrence of ferroelectric properties and bearing a seldom used anchoring group, phosphonate.
During this M2 internship, we propose to focus on a family of molecules based on a (bi)‐thiophene
moiety (Fig. 1).
Figure 1. Family of thiophene‐based phosphonates to be inserted into layered magnetic hosts.
In addition to the synthesis and optimization of the reaction parameters, the work will also
involve precise characterization of the obtained compounds, using ancillary techniques (PRXD, TGA,
SEM, IR, UV‐Vis. …). Finally, exploration of the physical properties will be carried out, either on‐site
(magnetic properties) or in collaboration (dielectric properties).
1. P. Jain, et al., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 13625‐13627. 2. E. Pardo, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 8356‐8360. 3. G. Rogez, N. Viart and M. Drillon, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 1921‐1923. 4. M. Lang, et al., Eur. J. Inorg. Chem., 2015, 2030‐2038. 5. S. Eyele‐Mezui, et al., J. Phys. Chem. C, 2015, 119, 13335‐13342. 6. R. Bourzami, et al., Inorg. Chem., 2014, 53, 1184‐1194. 7. S. Eyele‐Mezui, E. Delahaye, G. Rogez and P. Rabu, Eur. J. Inorg. Chem., 2012, 2012, 5225‐5238. 8. G. Rogez, C. Massobrio, P. Rabu and M. Drillon, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 1031‐1058. 9. Y. Wang, E. Delahaye, C. Leuvrey, F. Leroux, P. Rabu and G. Rogez, Inorg. Chem., 2016, 55, 4039‐4046.
Proposal for Masters Student SAMS research Group – Institut Charles Sadron
Dynamic Self-Healing Elastomers Project
Overview This project is aimed at students with the desire to study the chemical synthesis and physical characterisation of a new and exciting class of dynamic elastomers. The polymer systems will be designed to overcome the need for more physically-robust recyclable polymers with elastic properties. The materials will have the ability to be temporarily stretched before returning back to their original size, or even cut into pieces before re-healing and regaining their physical integrity (Figure 1). Contrary to most commercial elastomeric materials, these new ‘smart materials’ will use a combination of covalent and supramolecular chemistry to achieve responsive and adaptive materials. The project will require a student with the interest to learn and refine his/her theoretical and practical understanding of polymer synthesis, and use the produced materials to conduct physical analysis. The student will then quantitatively describe the physical properties of the materials; a drive to understand the physical chemistry of elastomers is desirable from the student. This exciting, application-driven work will be in collaboration with an industrial partner.
Figure 1ǀ A self-healing polymer recovering its mechanical properties after cutting
Application Please, direct enquiries and applications to Prof. Nicolas Giuseppone [email protected] http://sams.ics-cnrs.unistra.fr/en/
Mechanistic study of borohydride electrooxidation by in situ FTIR spectrocopy
Direction: Prof. Elena Savinova ([email protected]), ICPEES UMR 7515, équipe
« Electrochimie et Conversion d’Energie », Dr. Antoine Bonnefont ([email protected]),
Institut de Chimie UMR 7177
Context: The direct borohydride fuel cell (DBFC) technology is a promising alternative to proton
exchange membrane fuel cell (PEMFC) for portable and small stationary applications [1]. It
benefits from the advantages of the NaBH4 fuel (NaBH4 is easy to store and transport as a dry
material, is dense in energy and can easily be fed as a stable fuel in alkaline solutions), but also
from the fact it can use non-noble catalysts such as Ni and its alloys that are cheaper and more
abundant than platinum, the classical catalyst in low-temperature fuel cells. However, the anodic
reaction in a DBFC (the borohydride oxidation reaction: BOR) is complex and still insufficiently
understood [2].
Objectives:
In this project, the mechanism of the borohydride oxidation reaction will be studied on Ni-based
electrocatalysts using in situ Fourier Transform IR (FTIR) spectroscopy. Ni is perceived as the one
of the most promising non-noble metal catalyst for the hydrogen oxidation in alkaline media. In the
first part of the master project, the interfacial properties of the Ni catalyst will be investigated by
standard electrochemical techniques and by FTIR, using adsorbed CO as a probe molecule. The
second part of the project will be devoted to the identification of the intermediate species generated
during the borohydride oxidation reaction on Ni by in situ FTIR.
[1] M. Chatenet, B.M. Concha, G. Parrour, J.-P. Diard, F.H.B. Lima, E.A. Ticianelli, Potential and limitation of the direct borohydride fuel cell. special emphasis on the borohydride oxidation reaction (bor) mechanism and kinetics on gold electrocatalysts, in: U.B. Demirci, P. Miele (Eds.) Boron Hydrides High Potential Hydrogen Storage Material, Nova Science Publishers, Inc., New York, 2010. [2] ] P.-Y. Olu, A. Bonnefont, M. Rouhet, S. Bozdech, N. Job, M. Chatenet, E. Savinova, Insights into the potential dependence of the borohydride electrooxidation reaction mechanism on platinum nanoparticles supported on ordered carbon nanomaterials, Electrochim. Acta, 179, 637-646, 2015.
Mis en forme : Anglais (États Unis)
Mis en forme : Anglais (États Unis)
Stage de M2 CPM 2016
Dr. Aline Nonat [email protected]
Dr. Loïc Charbonnière
Laboratoire d'Ingénierie Moléculaire Appliquée à l'Analyse
IPHC - UMR 7178 – CNRS - ECPM, Bât R1N0
25 rue Becquerel - 67087 Strasbourg Cedex 02
http://www.iphc.cnrs.fr/-Laboratoire-d-Ingenierie-.html
Synthèse et étude de convertisseurs de photons pour améliorer
l’efficacité quantique des cellules photovoltaïques
Le rendement des cellules solaires de silicium (c-Si) et CIGS est limité par la mauvaise adéquation
entre leur réponse spectrale et le spectre du rayonnement solaire. Leur efficacité peut être
augmentée de façon significative par la conversion des photons de haute énergie (de l'ordre de 300 à
400 nm) vers les plus basses énergies pour lesquelles l'efficacité des matériaux semi-conducteurs est
optimale, i.e. > 500 nm pour les cellules de c-Si1 et > 600 nm pour les cellules CIGS.2 Les
convertisseurs d’énergie adéquats sont donc des composés luminescents ayant un déplacement de
Stockes important (Figure 1). Ce stage a pour objectif la synthèse et l’étude de deux types de
composés : des chromophores organiques et des complexes de lanthanide.
Figure 1 : Gauche : Les photons UV (zone bleue) sont convertis en photons de plus basse énergie (« down-
shifting ») afin d’améliorer l’efficacité quantique (EQE) d’une cellule de c-Si. Droite : EQE d’une cellule de
CIGS seule () et recouverte d’un polymère dopé avec [Eu(tta)2(tppo)2] ().
Les ligands et les complexes seront synthétisés, puis leurs propriétés spectroscopiques (transmission,
réflexion, rendement quantique et temps de vie de luminescence) seront étudiées à l’état solide et
en solvant organique. Ces complexes seront ensuite déposés tels quels à la surface des cellules ou
incorporés dans des films de polymère. Les dépôts sur cellules et les mesures de leurs propriétés
optoélectroniques (efficacité quantique en particulier) seront réalisées en collaboration avec les Dr
Thomas Fix et Abdelilah Slaoui du Laboratoire ICUBE à Strasbourg.
(1) Fix, T.; Nonat, A.; Imbert, D.; Di Pietro, S.; Mazzanti, M.; Slaoui, A.; Charbonnière, L. J. Prog. Photovolt. Res. Appl. 2016, 24 (9), 1251–1260.
(2) Gavriluta, A.; Fix, T.; Nonat, A.; Paire, M.; Slaoui, A.; Charbonnière, L. J.; Guillemoles, J.-F. Adv. Opt. Mater. 2016.
Down-shifting
Transfert d’énergieAbsorption
Spectre solaire
Eu
0
20
40
60
80
100
EQ
E (
%)
Efficacité de la cellule
200 400 600 800 1000 1200
0
20
40
60
80
no encapsulant
with encapsulant
EQ
E (
%)
Wavelength (nm)
Master Chimie Physique et Matériaux (CPM, Faculté de Chimie de l’Unistra) Année universitaire 2015/2016
Nom du responsable et intitulé du laboratoire d’accueil : Pr. Stefan HAACKE, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS) Adresse : IPCMS UMR CNRS‐UdS 7504 23 rue du loess BP 43 67034 Strasbourg cedex 2 Nom, prénom et grade du responsable de stage : Delphine FELDER‐FLESCH, Chargée de Recherche CNRS Téléphone : 03 88 10 71 63 Fax : 03 88 10 72 46 E‐mail : [email protected]
Titre : Hybrides (Nanoparticules/Dendrimères) pour le diagnostic précoce des cancers
Résumé : Le projet concerne l’élaboration de nano‐objets dendritiques combinant des propriétés de détection ciblée par imagerie médicale à des propriétés thérapeutiques, permettant ainsi un suivi de la thérapie par imagerie (theranostic). Ces nanosondes consisteront en des nanoparticules magnétiques fonctionnalisées par des molécules branchées appelées « dendrimères ». Ce projet fait suite à un brevet déposé en 2014 et à un projet de pré‐maturation soutenu par le CNRS en 2015/2016, ceci dans le but de créer une Start‐up au printemps 2017. Il s’agit notamment de synthétiser de nouveaux agents de contraste IRM (Imagerie par résonnance Magnétique) ayant des propriétés ciblantes de cellules tumorales. La petite taille, cruciale, de ces hybrides permet une élimination urinaire mais également une biodistribution favorable comme le prouvent des résultats préliminaires in vivo. L’objectif du projet est donc de synthétiser des nano‐objets hybrides dendritiques présentant des propriétés magnétiques et optiques, et de quantifier le signal optique ainsi que les propriétés de ciblage des tumeurs (métastases du cancer de la peau). Les dendrimères seront élaborés par une synthèse organique multi‐étapes, purifiés par chromatographie (CC, SEC), et caractérisés par RMN (1H, 13C, 31P), FT‐IR, UV‐Visible, Spectrométrie de masse. Les nanoparticules avant et après greffage seront caractérisées systématiquement en volume (par diffraction des RX, MET haute résolution, MEB, infra‐rouge) et en surface (XPS, mesures de potentiel zéta, …). Ce projet sera effectué en collaboration avec l'UMR990, INSERM/U d'Auvergne‐ Centre de lutte contre le cancer Jean Perrin, Clermont‐Ferrand (Pr. Jean‐Michel CHEZAL), le CHU St Etienne (Pr. Dr. Jean‐Luc PERROT), et le CEA de Caen (Dr. Samuel VALABLE, Equipe Cervoxy).
Discipline / mot clés : Dendrimères ; Imageries Médicales (IRM, optique); Nanoparticules ; Nanomédecine ; Médecine personnalisée. Quelques publications de l’équipe relatives au sujet : Dalton Trans. 2009 et 2013, Biomaterials, 2011; Contrast Media and Molecular Imaging 2012, New J. Chem., Revue invitée, Dendrimers in Nuclear Medicine, 2012; Eur. J. Inorg. Chem., Microrevue invitée, 2012; Chem. Commun. 2009 et 2013; Nanoscale 2013; J. Mater. Chem. B. 2014 et 2015; New J. Chem. Publication invitée, Issue SUPRABIO, 2014; Chem. Mater. 2014; Nanomedicine 2015; J. Mater. Chem. B, 2015.
Nanocomposites magnétiques pour la libération de médicaments activée par hyperthermie magnétique pour
le traitement du cancer
Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg, CNRS UMR 7504. Département de Chimie des Matériaux Inorganiques - Equipe nanoparticules fonctionnalisées. http://www.ipcms.unistra.fr/?page_id=19070. Responsable du laboratoire : Pr. Stefan Haacke Adresse/Campus : 23, rue du Loess, BP43, 67034 Strasbourg cedex Encadrant: Dr. Damien Mertz Téléphone : 03 88 10 71 92 E-mail : [email protected] Délais pour la convention de stage: avant la fin octobre.
Aujourd'hui, il est reconnu que la combinaison de thérapies est un moyen d'augmenter considérablement l'efficacité d’un traitement. Par ailleurs, le suivi de la thérapie par imagerie est maintenant d'une importance capitale, car il apporte des informations spatiales précieuses et en temps réel permettant d’optimiser l'efficacité de la thérapie. Un défi majeur pour la nanomédecine est donc de concevoir des nanoparticules (NPs) multifonctionnelles innovantes permettant une multi-thérapie guidée par l'imagerie
Dans ce contexte, ce sujet de master vise à concevoir des nanoplatformes originales à base de protéines, silices poreuses et de nanoparticules magnétiques permettant la libération de médicaments contrôlée par hyperthermie magnétique (HM). Les nanoparticules développées pour l’hyperthermie permettront également de faire de l’imagerie par IRM. L’hyperthermie magnétique est la propriété des (nano)particules magnétiques de pouvoir convertir l’énergie magnétique en énergie thermique ce qui permet d’atteindre des températures cytotoxiques pour les cellules tumorales (42-45°C). De plus, cette chaleur locale à l’échelle de la nanoparticule permet d’activer la libération de principes actifs encapsulés dans des assemblages moléculaires ou polymères thermosensibles. De nombreuses études récentes in vitro et in vivo rapportent que la combinaison des deux thérapies (délivrance de médicaments et hyperthermie) est prometteuse pour des traitements anti-tumoraux plus efficaces.
Ces nanoplateformes seront composées d'un cœur magnétique optimisé pour l’hyperthermie et l’IRM [4-5], entouré d'une coquille protéique thermosensible innovante assurant la libération de médicaments. Les nanoplateformes seront caractérisées par différentes techniques (DRX, MET, MEB, IR, UV, XPS, granulométrie, mesures de relaxivités, mesures d’hyperthermie). Les propriétés in vitro de ces nanoplateformes seront validées en collaboration avec le laboratoire INSERM U1121 (Coll. Pr. F. Meyer).
DESIGNOFSMARTRECYCLABLEMAGNETICMESOPOROUSSILICAMATERIALSFORMETALDECONTAMINATIONWITH
BIOMEDICALCHALLENGES
InstitutdePhysiqueetChimiedesMatériauxdeStrasbourg,CNRSUMR7504.DépartementdeChimiedesMatériauxInorganiques‐Equipe«Nanoparticulesfonctionnalisées».http://www.ipcms.unistra.fr/?page_id=19070.Responsabledulaboratoire:Pr.StefanHaackeAdresse/Campus:23,rueduLoess,BP43,67034StrasbourgcedexEncadrants:Dr.DamienMertzetPr.SylvieBégin‐ColinTéléphone:0388107192E‐mail:[email protected];[email protected]
Remediation/decontaminationofphysiologically essential (Na,Zn,Cu…)and toxic (Hg,Pb, Cd, As, etc ...)metals is an important issuewhich concerns various sectors of the society:environment, agriculture, industry, medicine. However, the materials and methods currentlyusedtoaddressthisissuehavedifferentlimitations.Todaythereisanimportantneedtodesignnewfunctionalmaterialsensuringanefficientremoval/extractionofmicropollutantsinvariousnatural,highlycharged/complexandbiologicalenvironments. In that context, the objectives of this master project will be to develop efficient andrecyclable strongly chelatingmagneticmesoporous silicamaterials thatmay find applicationsfortheremovalofheavymetalsinnaturalorbiologicalenvironments.Themagneticpartofoursystems will ensure the facile manipulation of the composites with magnets for a powerfulseparation/removal from themedia.Themagneticpartwill thenbe coatedwitha silica shell.The silicaporousmatrixwithadjustable structure (pore size, surfacearea)will ensureahighsurface grafting density and a versatile functionalization with variousmetal chelating agents(ether crowns, porphyrins, etc…) highly specific formetal extraction. The designed system isexpectedfullybiocompatible,recoverableandrecyclable. TheprojectwillbedoneincollaborationwithexpertlaboratorypartnersinStrasbourg.Themasterstudentwillsynthesize,functionalizeandcharacterizethenanocompositesatIPCMS.Thethermodynamicstudyofmetalchelation, itsefficacyandspecificity towardsothermetals,andtheanalyticalaspectswillbeperformedincoll.withlaboratorypartnerIPHC,DSA,RePSeM(PrV.Hubscher,DrA.Boos,DrJ.Brandel,DrC.Bertagnolli).Regardingbiologicalapplications,invitroextractionofmetallicspeciesfromblood,forinstancebyperitonealdialysis,willbedonebyclinicianpartnersfromStrasbourgUniversityHospitals(CHUHautepierre). Thestudentinvolvedinthisprojectwillusevariousmethodstoensurethesynthesisandcharacterization of the magnetic platforms: N2 adsorptions, for pore size, surface areaevaluation,TEM,SEM,XRD,magneticmesurements(SQUID).
Design and production of theranostic nano-objects for cancer treatment Nom du responsable et intitulé du laboratoire d’accueil : Stephan Haacke - Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg Adresse : 23 rue du loess – BP43, 67034 Strasbourg Cedex 2 Nom, prénom et grade des responsables de stage : Pr Sylvie Bégin Colin, Dr Damien Mertz Téléphone : 03 88 10 71 92 e-mail : [email protected], delays for the "convention de stage": before end of october. Using magnetic nanoparticles for therapy and imaging holds tremendous promise for the treatment of major diseases such as cancer. However, their translation into the clinic has been slow because it remains difficult to produce nanoparticles that are consistent 'batch-to-batch', and in sufficient quantities for clinical research and also that display both efficient imaging and therapeutic properties. In that context, the aim of this master project will be to developp the continous synthesis of magnetic nanoparticles using a microfluidic approach and to optimize the composition of iron oxide nanoparticles to enhance their therapeutic properties by magnetic hyperthermia. Therefore in this project, the synthesis parameters of a continous synthesis reactor will be varied and their effect on the size and composition of nanoparticles will be evaluated. Using the thermal decomposition method of synthesis of nanoparticles, iron oxide nanoparticles will be doped and the effect of the doping on MRI (magnetic resonance imaging) and hyperthermia properties will be assessed by performing measurements on water suspensions of nanoparticles and on cells with internalized nanoparticles (coll. F. Meyer, INSERM).. The so synthesized nanoparticles will be characterized by different techniques such as X-Ray diffraction, transmission and scanning electron microscopies, IR and UV spectroscopies, granulometric measurements, magnetic measurements, relaxivity measurements to evaluate their properties as contrast agent for magnetic resonance imaging and suspension and in vitro hyperthermia measurements.
Master Chimie Physique et Matériaux Année universitaire 2016/2017
Laboratoire/Equipe/page web
LASYROC - Institut de Chimie – UMR 7177
Responsable du laboratoire : Prof. Patrick PALE
Adresse/Campus : 1 rue Blaise Pascal, ILB, 7e nord, 67000 Strasbourg Cedex
Encadrant: Dr. Benoit Louis (DR2, HDR) Discipline / mot clés : catalyse hétérogène, zéolithes, valorisation de la biomasse, énergie
Téléphone 0368851344
Email : [email protected]
Les zéolithes. De leur synthèse à façon à leurs applications en catalyse acide et production de carburants alternatifs.
Description des travaux :
Utilisées en pétrochimie pour leurs propriétés acides et de discrimination, les zéolithes interviennent également depuis peu dans le domaine énergétique et notamment celui des énergies renouvelables : valorisation chimique du CO2, synthèse de pétrole synthétique,… Dans le cadre ce projet, nous souhaitons développer de nouveaux catalyseurs hétérogènes de type zéolithe par des préparations rationnelles et contrôlées, notamment par auto-assemblage, puis étudier leur activité et sélectivité dans la réaction de conversion du (bio)méthanol en carburant synthétique. Une partie du travail visera à valoriser des résidus de biomasse, notamment la bagasse de la canne à sucre. Ceci résulte d’un partenariat avec l’Université Fédérale de Rio de Janeiro (UFRJ). Le travail se divise en deux parties: - la première est consacrée à la préparation « sur mesure » de catalyseurs de type zéolithe par auto-assemblage avec divers « template », notamment les résidus de la canne à sucre, ou du bois puis à leur caractérisation détaillée. - la seconde visera à une caractérisation détaillée de ces matériaux à l’aide des techniques conventionnelles (ou non) de caractérisation des catalyseurs : XRD, adsorption-désorption de molécules sondes, marquage isotopique, SEM, TEM, XPS, réactivité catalytique… Un processus itératif de préparation/caractérisation et test catalytique, puis amélioration, re-test, re-caractérisation servira à améliorer les propriétés de ces matériaux.
Cette approche rationnelle de design moléculaire et microscopique vise à synthétiser des zéolithes, aux propriétés particulières, que l’on testera en catalyse acide. En fonction de l’acidité intrinsèque de BrØnsted de ces zéolithes, ces matériaux seront testés dans des réactions de valorisation de la biomasse. L'objectif étant alors d'avoir un procédé entièrement "vert": catalyseurs issus de la biomasse pour la transformation de la biomasse.
Master Chimie Physique et Matériaux Année universitaire 2016/2017
Laboratoire/Equipe/page web
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
Laboratoire d'Ingénierie Moléculaire Appliquée à l'Analyse (LIMAA) http://www.iphc.cnrs.fr/‐Laboratoire‐d‐Ingenierie‐.html
UMR 7178
Responsable du laboratoire : Dr Loïc Charbonnière
Adresse/Campus : ECPM, Bât R1N0, 25 rue Becquerel, 67087 Strasbourg Cedex
Encadrant: Drs Loïc Charbonnière, Christophe lefevre
Téléphone 03 68 85 26 99
e-mail : [email protected] ; [email protected]
Sujet(s) pour le master Chimie Physique et Matériaux (1 page et 1 MB max) Résumé vulgarisé de votre sujet : L'objectif de ce projet est de préparer et d'optimiser des nanoparticules luminescentes d'ions lanthanides. Les particules seront recouvertes d'une couche moléculaires qui aura pour objectifs d'augmenter fortement la luminescence et de permettre aux particules de se fixer préférentiellement sur des cellules de compositions anormales, comme les cellules cancéreuses. Grâce à cette fixation sélective et à la luminescence des particules, les régions tumorales pourront être ciblés permettant de les imager. pour plus d'informations Cf ChemPlusChem, 2016, 81, 526. Le sujet comprendra la synthèse des nanoparticules, leur caractérisation morphologique (DRX, DLS, MET) et spectroscopique (absorption UV‐Vis, luminescence Vis et proche infrarouge) et l'étude spectroscopique de la photosensibilisation.
Student Internship in Materials Science, Technical Development of Small Molecules (4-6 months)
Switzerland, Basel-Town, Basel
The global department for Technical Development of Small Molecules transforms synthetic molecules into medicines. We are responsible for the development and the final steps of robust, cost-efficient manufacturing processes for small molecule drugs. A thorough understanding of the solid form landscape is needed to select the best suitable solid form and to develop robust manufacturing processes. Primary goal is to find the thermodynamically stable form for different ambient conditions. Therefore, we are trying to establish sublimation as an additional technique in the portfolio of solid form screening experiments.
During the internship your tasks will include:
Identification of various parameters (pressure, temperature gradient or gas flow) affecting the sublimation and crystallization behavior of organic materials
Supporting to setup a generic workflow for a “sublimation screening” of drug candidates for a good control of experimental parameters
Working with model compounds and drug molecules currently under development to verify the experimental conditions
Who you areYou’re someone who wants to influence your own development. You’re looking for a company where you have the opportunity to pursue your interests across functions and geographies. Where a job title is not considered the final definition of who you are, but the starting point.
Page 1 of 4Roche - Student Internship in Materials Science, Technical Development of Small Mo...
26.07.2016http://www.roche.com/de/careers/jobs/jobsearch/job.htm?id=E-3236492737&locale=e...
Moreover you are/have:
Currently enrolled in a (Bachelor or) Master program at university in chemistry, chemical engineering, physics or life sciences
An autonomous student showing strong scientific curiosity
Familiar with the lab working environment
Experienced in Microsoft Word, Excel, Power Point
Fluent in German and English
The preferred start date of the internship is September 2016 or upon availability. Applications need to include a CV and a motivation letter. Due to regulations non-EU/EFTA citizens must provide a certificate from the university stating that an internship is mandatory as part of the application documents.
Basel is the headquarters of the Roche Group and one of its most important centres of pharmaceutical research. Over 8,500 people from approximately 90 countries work in Basel, which is one of Roche`s largest sites. Read more.
Roche is an equal opportunity employer.
Who we are
Job factsLocation Switzerland, Basel-Town, Basel | Function Training |Subfunction Internship / Trainee Training | Schedule Full-time | Job level Entry Level | Job type Internship / Student | Division Roche Pharmaceuticals | Date 2016/07/21 | Job-ID 3236492737
Get in touch Monnheimer, Jérémie +41 61 68 78765
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StageM2masterChimiephysique/chimieanalytiqueTitredustage:Étudestructuraledecomplexessupramoléculaires/StructuralstudiesofsupramolecularcomplexesResponsable:BurkhardBechinger;[email protected]–UniversitédeStrasbourg/CNRSRésumé:
Des techniques de spectroscopie utilisés dans notre laboratoire comme l’infra rouge, le dichoisme circulaire et la RMN, permettent d’obtenir des informations structurales et orientationelles sur de nombreux types d’échantillons y compris les complexes supramoléculaires, des cristaux liquides, des solides inorganiques et organiques). Le stage proposé consiste à la préparation et à l’étude de nanocomplexes qui se sont montres utiles pendant le transfert des informations génétiques dans des cellules (applications potentielles en biomédicale). Une partie la plus importante du stage consiste à étudier ces complexes par des techniques spectroscopiques dont la RMN du solide.
En faisant tourner les échantillons très rapidement à l’angle magique (54.7 degrés), on constate un gain en résolution qui permet d’utiliser des techniques RMN de corrélation multidimensionnelle et d’en tirer des informations structurales comme p.ex. le déplacement chimique ou des distances entre atomes. Ces informations sont ensuite utilisées pour modéliser la structure interne du complexe. Une autre approche utilisés au laboratoire est la spectroscopie RMN des échantillons orientes (cristaux liquides, membranes biologiques etc.).
Selon les centres d’intérêts et préréquis du/des candidat/s, l’accent sera mis sur la préparation des échantillons (synthèse, purification, reconstitution dans les bicouches), sur la méthodologie RMN (2D, effet de la rotation et de l’orientation), ou sur la modélisation.
Summary:InourlaboratoryweusespectroscopictechniquessuchasNMR‐,CD‐andIR‐spectroscopiestoinvestigatethestructureandtopologyofvarioussamplesincludingsupramolecularcomplexes,liquidcrystals,inorganicororganicsolids.Duringtheinternshipnanocomplexesusedforgenetherapywillbepreparedandinvestigatedbyspectroscopictechniquesincludingsolid‐stateNMR.
ByspinningsamplesrapidlyaroundthemagicanglehighresolutionNMRspectraareobtainedwhichallowonetoperformmultidimensionalcorrelationexperiments,toextractstructuralinformationsuchasthechemicalshiftandinteratomicdistances.Thesecanbeusedtomodeltheinternalstructureofthecomplexes.AnotherNMRapproachistoinvestigateuniaxiallyorientedsamplestoobtainadifferentsetofstructuraldata/angularconstraints(liquidcrystals,biologicalmembranes,etc).
Theprojectwillbeorientedeithertowardsamorepreparativework(synthesis,purification,reconstitution),ortowardsNMRspectroscopyormodellingofthecomplexes.
Contactthelaboratoryatleastfourweeksbeforethestartingdate.
CENTRENATIONALDELARECHERCHESCIENTIFIQUE
INSTITUTCHARLESSADRON‐UPR02223rueduloess‐67034STRASBOURGCedex
Tél.+33(0)388414047Fax+33(0)388414099
Matériauxpolymèrespourapplicationsthermoélectriques
M.BrinkmannetL.Biniek,
Les matériaux thermoélectriques (TE) ont la propriété de transformer unedifférence de température en différence de potentiel électrique en exploitant l’effetSeebeck.Cesmatériauxpermettraientdeproduiredel’électricitéàpartirdelachaleurcorporelle pour alimenter par exemple des dispositifs électroniques tels dessmartphones. Récemment, plusieurs groupes de recherche ont montré que lespolymères conducteurs tels le PEDOT:PSS présentent d’excellentes propriétésthermoélectriquespourdestempératuresinférieuresà150°C(1).CesujetdestageviseàélaborerdenouveauxmatériauxTEplusperformantsenjouantsurlacristallinitédescouchespolymères(2)etàlescaractériserdupointdevuedeleurstructureetdeleurpropriétés électroniques (conductivité électrique et constante Seebeck S). L’étudeimpliquera une caractérisation structurale poussée par microscopie électronique entransmissionetdesmesuresdeconductivité/constanteSeebeckenfonctiondutauxdedopagedesmatériaux.
Conductingpolymersforthermoelectricapplications
Thermoelectric materials have the capability to convert a difference intemperatureinavoltagebiasviatheSeebeckeffect.Thesematerialscouldinprinciplehelp transform waste heat from the body to electric power to fuel devices such assmartphones. Recently, several groups have demonstrated that conducting polymerssuch as PEDOT:PSS show excellent and promissing TE properties for temperaturesbelow150°C(1).ThisinternshipaimsatthefabricationofnewTEpolymericmaterialsby playing on the crystallinity of the thin films (2). The layers shall be characterizedfrom the structural and electronic stand points. The study will imply a thoroughstructuralinvestigationviatransmissionelectronmicroscopyandthedeterminationoftheconductivityandSeebeckconstantsasafunctionofdopinglevel.
Références
(1) O. Bubnova et al., Nat. Mater. 2011, 10, 429. (2) A. Hamidi Sakr et al. Adv. Funct. Mat. 2016,26, 408
Contact: martin.brinkmann@ics‐cnrs.unistra.fr and/or laure.biniek@ics‐cnrs.unistra.fr
Subject for M2 Advisor: Emilie Delahaye ([email protected], 03.88.10.71.30)
Synthesis of multifunctional hybrid networks from multicarboxylate imidazolium salts.
Multiferroic compounds are drawing a great attention due to strong potential in electronics and
information storage.1,2
However, the major difficulty is to obtain multiferroic compounds where the
ferromagnetic and ferroelectric properties can be coupled (magneto-electric coupling).
Recently, few examples of metal organic frameworks (MOFs) have been reported as being new intrinsic
multiferroic compounds.3,4
MOFs are obtained by solvothermal synthesis but, very recently, they were
obtained using ionothermal synthesis.5,6
Ionothermal synthesis, that means heating a salt and a ligand in an
ionic liquid (IL), is a very promising approach since it affords new compounds which are not accessible by
classical synthesis. Yet, the role of the ionic liquid in these syntheses remains difficult to predict since the IL can
play either the role of solvent, charge balancer, structuring agent or a combination of the three possibilities.
In this context, we develop a new strategy to obtain tailor-made multiferroic systems based on the
synthesis of new MOFs from ionic liquids bearing specific coordination functions and transition metal or
lanthanide ions. Compared to the ionothermal syntheses described in the literature, the presence of
coordinating functions on the ionic liquid components induces specific interactions between the ionic liquid
and the metal centers (the ionic liquid acting as ligand via the presence of coordinating functions) leading to a
precise crystal engineering of new multifunctional architectures. This strategy allowed us to obtain new MOFs
(see Figure below).7 However, the magnetic properties of these networks are characteristic of low dimensional
networks with antiferromagnetic interactions. Consequently, during this internship, we would like to explore
the possibility to obtain hybrid networks with higher dimensionality and stronger magnetic interactions by
modifying the synthesis conditions (pH, nature of the IL, solvent…).
1. Chu, Y.-H.; Martin, L. W.; Holcomb, M. B.; Gajek, M.; Han, S.-J.; He, Q.; Balke, N.; Yang, C.-H.; Lee, D.; Hu, W.; Zhan, Q.; Yang, P.-L.; Fraile-Rodriguez, A.; Scholl, A.; Wang, S. X.; Ramesh, R. Nat. Mater. 2008, 7, 478.
2. Gajek, M.; Bibes, M.; Fusil, S.; Bouzehouane, K.; Fontcuberta, J.; Barthelemy, A.; Fert, A. Nat. Mater. 2007, 6, 296. 3. Cui, H.-B.; Takahashi, K.; Okano, Y.; Kobayashi, H.; Wang, Z.; Kobayashi, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6508. 4. Jain, P.; Dalal, N. S.; Toby, B. H.; Kroto, H. W.; Cheetham, A. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10450. 5. Ji, W.-J.; Zhai, Q.-G.; Li, S.-N.; Jiang, Y.-C.; Hu, M.-C. Chem. Commun. 2011, 47, 3834. 6. Calderone, P. J.; Forster, P. M.; Borkowski, L. A.; Teat, S. J.; Feygenson, M.; Aronson, M. C.; Parise, J. B. Inorg. Chem.
2011, 50, 2159. 7. Farger P., Guillot R., Leroux F., Parizel N.,
Gallart M., Gilliot P., Rogez G., Delahaye E.,
Rabu
P. Eur. J. Inorg. Chem., 2015,
32, 5342-5350.
Master Chimie Physique et Matériaux Année universitaire 2016/2017
Laboratoire/Equipe/page web
UMR Laboratoire de Chimie Moléculaire de l'Etat Solide, UMR 7140.
Responsable du laboratoire : Prof Marc Henry, (LCMES),
Adresse/Campus : Institut Le Bel
Encadrant: P MOBIAN, L BARLOY
Téléphone 03 68 85 15 02
e-mail : [email protected], [email protected]
Synthèse et caractérisation de polymères de coordination élaborés à partir d’une brique nanométrique de Titane(IV)
Dans le domaine de la chimie des matériaux, les polymères de coordination (ou « MOFs ») occupent une place prépondérante liée à des applications très prometteuses dans la séparation et le stockage des gaz, la catalyse ou le magnétisme. En général, ces architectures sont générées en faisant réagir un précurseur métallique et un ligand organique polytopique. Néanmoins pour quelques éléments cette stratégie s’avère particulièrement difficile à mettre en œuvre, c’est le cas du Titane(IV). Afin de contourner ces difficultés synthétiques, dans le cadre de ce stage de Master II, nous envisageons d’accéder à de tels matériaux à partir d’une brique nanométrique de Titane(IV) de symétrie pseudo-tétraédrique récemment synthétisée au sein de notre équipe.1 Ce composé est particulièrement adapté pour générer des polymères de coordination puisque cette architecture construite à partir de dix atomes de Titane(IV) et huit ligands catécholato incorpore à sa périphérie des ligands pyridine labiles. Une représentation schématique de cette brique ainsi que la stratégie envisagée pour accéder à des polymères de coordination sont proposées ci-dessous.
Ce stage de Master II aura donc comme objectif la synthèse de polymères de coordination de Ti(IV) à partir d’un complexe nanométrique en substituant les ligands périphériques pyridine par des ligands polytopiques azotés. Les matériaux obtenus seront ensuite caractérisés et l’étude de leurs propriétés photophysiques est notamment envisagée. Ce stage offre une formation pluridisciplinaire en chimie de synthèse, ingénierie cristalline, et caractérisation (RMN en solution et à l’état solide, diffraction des RX sur poudre et sur monocristal, photophysique). 1 Chaumont, C.; Mobian, P.; Henry, M. Dalton Trans. 2014, 43, 3416
Titanium/polymer sheets designed for biomedical applications
Responsables :
Geneviève Pourroy, Patrick Masson, Adele Carradò Institut de physique et chimie des matériaux, 23, rue du Loess, 67034 Strasbourg Collaboration :
Florent Kuntz Aérial rue Laurent Fries, 67400 Illkirch-Graffenstaden
e-mail : [email protected], [email protected], [email protected] [email protected]
This subject deals with the development of titanium/polymer sandwiches (Ti/polymer/Ti)
devoted to biomedical applications for cranioplasty and mandible surgery. Currently,
different mono‐materials are used such as PMMA, PEEK, hydroxyapatite, glass… They
present many drawbacks, such as the inappropriate mechanical properties when compared
to the bone. Sandwich structures, well known in the aircraft, automotive or naval industry
offer the possibility of shaping complex forms, and combine the mechanical properties of
both, metal and polymer. These systems can take on the advantages of miscellaneous
materials with low density, energy absorption, high bending resistance, high load‐capacity at
low weight, and “designed” mechanical properties.
IPCMS has succeeded in grafting 1µm thick layer of polymethylmethacrylate (PMMA) on Ti
foils. The student will prepare the PMMA‐grafted foil and will use the electron beam
irradiation available at Aérial to create active sites on grafted Ti and polymer foils in order to
link the two materials. The effect of the irradiation dose, atmosphere, and temperature will
be evaluated.
Numerous techniques of material characterization will be used to evaluate the interface
properties, the adhesion strength between the metal and the polymer layer such as IR
spectroscopy, electronic microscopy and mechanical tests.
Sujet de Stage de Master 2
RECYCLAGE DU LITHIUM ISSU DES BATTERIES DE VOITURE PAR UNE TECHNOLOGIE INNOVANTE
DE MEMBRANE LIQUIDE IONIQUE SUPPORTEE
La demande en lithium a rapidement augmenté depuis 2011 avec le démarrage de la production commerciale d’automobiles électriques à batteries lithium ion. Cette demande s’ajoute à celle, croissante, des batteries pour téléphones, ordinateurs, et autres appareils portables. De nouvelles demandes sont également attendues pour l’industrie aérospatiale avec les nouveaux alliages aluminium-lithium, la substitution des batteries NiMH (nickel-hydrure de métal) par les Li-ion, voire le stockage des énergies renouvelables (éolien et photovoltaïque). Weil & Ziemann (2014) ont notamment mis en évidence la nécessité de recourir au recyclage des batteries de façon à éviter une pénurie pour 2055. 1
Mais l’un des freins associés à l’extraction de certains métaux dits stratégiques en phase liquide porte sur la sélectivité du procédé. Les techniques conventionnelles d’extraction par solvant nécessitent des volumes importants de solvant et plusieurs étapes d'extraction afin d'atteindre les concentrations souhaitées, même avec des systèmes à forte extraction. Ce qui est économiquement coûteux et inacceptables pour l’environnement.
La technologie des membranes liquides ioniques supportées a pour principal objectif de remplacer ces équipements lourds, coûteux et énergivores par des dispositifs plus efficaces. Cette nouvelle technologie serait une rupture technologique pour l’extraction sélective de métaux « stratégiques » à partir de gisements miniers et/ou de gisements de déchets.
L’objectif majeur de ce stage de master est d’étudier la faisabilité d’associer membrane – liquide ionique - macrocycle de façon à garantir une extraction efficace et sélective du lithium. Il s’agit d’un projet de recherche qui repose sur un partenariat entre trois équipes de l’IPHC (RePSeM, Radiochimie et LIMAA).
Profil du candidat
Niveau Master 2 en chimie
Compétences attendues
Bases en extraction liquide-liquide, technique spectroscopiques (UV-Vis, ICP-MS), titrages divers (Karl Ficher, dosage acido-basiques). Le candidat retenu devra faire preuve d’esprit d’initiative et être motivé par l’acquisition de compétences dans la chimie séparative.
Laboratoire d’accueil
IPHC, UMR 7178, Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien 23 rue du Loess, 67200 Strasbourg
M. Dominique TREBOUET, Département des Sciences Analytiques Equipe Reconnaissances et Procédés de Séparation Moléculaires (RePSeM), [email protected], Tel: 03.68.85.27.45
Mme Maria BOLTOEVA, Département Recherches Subatomiques, Equipe Radiochimie [email protected], Tel : 03.88.10.64.04
1 Weil & Ziemann, Lithium Ion Batteries: Advances and Applications, 2014
Title: New Isomorphic Nucleoside for Base Flipping Analysis
UHRF1 (Ubiquitin-like containing PHD and RING finger 1) is an important protein necessary for the recruitment of DNMT1 (DNA methyltransferases) for DNA methylation maintenance.1 Among several domains of UHRF1, it is the SRA (Set and Ring Associated) domain which plays the key role of recognizing methylcytosine (mC) in hemi-methylated (HM) DNA. This recognition eventually leads to DNMT1 recruitment that catalyses the methylation process and maintains DNA methylation. Though few structural studies 2 were devoted to understand the recognition of HM DNA by SRA so far no solution based studies was attempted to understand the kinetics and dynamics of SRA-induced base recognition/flipping process. Towards this end, fluorescence-based techniques are particularly attractive, since they are highly sensitive, information-rich, ease to use and capability to decrease the measurements down to single molecule level. The most obvious strategy for nucleic acids is the site-specific incorporation of fluorescent nucleobase analogues. In this context, a dual emissive 3 hydroxychromone (3HC) based nucleoside analogue was used to study the base recognition process. But the main objection in using this probe, although it has a great sensitivity towards surrounding environment, is the bulky 3HC chromophore which cannot mimic the nucleoside and may destabilize DNA/SRA complex. Therefore the main objective is to use a new fluorescent nucleoside analogue that mimics the nucleoside and forms Watson-Crick base pair. Very recently, a deoxythienoguanosine (thG)3 was designed which mimics guanosine and forms Watson-Crick base pair with Cytosine that is being recognized by SRA. Furthermore, thG exhibits very fascinating photophysics, and quite promising to be utilized to probe nucleic acid-protein interactions.3 At present, we are endeavouring to use this unique probe to study the DNA methylation mechanism. In this regard, the master student will perform the preliminary experiments related to base recognition by SRA domain. During his tenure, the master student will continue to characterize the fluorescence properties of thG labelled DNA (in HM and NM). He will notably use steady-state and time-resolved fluorescence techniques to unravel the base flipping mechanism of HM DNA by SRA. Furthermore, the kinetics of the base flipping will be studied by using stopped-flow technique. Main objectives of the master project are;
1. Characterising the fluorescence properties of thG-label at various positions in a dodecamer DNA sequence (HM and NM).
2. Effect of SRA binding to DNA on fluorescence intensity and lifetime. 3. Kinetics of SRA-induced base flipping in HM DNA will be studied in all the
sequences with different adjacent nucleosides (nucleoside dependent base flipping).
Reference: 1. (a) Bird, A. Genes Dev, 2002, 16, 6. (b) Jeltsch, A. Nat Struct Mol Biol, 2008, 15, 1003. 2. (a) Arita, K., et al., Nature, 2008, 455, 818. (b) Avvakumov, G. V, et al., Nature, 2008, 455, 822. 3. (a) Sholokh, M., et al., J Am Chem Soc, 2015, 137, 3185. (b) Sholokh, M., et al., Angew Chem Int
Ed, 2016, 55, 7974.
Contact: Pr Yves Mély, [email protected]
Master internship – scientific project
Title : Super‐resolution imaging of siderosomes in Pseudomonas aeruginosa
Project: We plan to investigate the spatio‐temporal organisation and positioning of enzymes involved
in siderophore biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa using super‐resolution imaging techniques.
Siderophores are small organic compounds produced by bacteria in order to get access to iron ‐ a key
nutriment for bacterial growth. P. aeruginosa, an opportunist human pathogen, produces pyoverdine
as a major siderophore. The biosyntheisis of this siderophore involves different enzymes, including
PvdA, PvdD, PvdL, PvdJ and PvdI. Expression of these proteins is iron regulated at the transcriptional
level. In iron‐limited planktonic cultures of P. aeruginosa , these five enzymes distribute dynamically
between cytoplasm and the inner membrane and are found to localize and cluster at the old pole ‐
one end of rod‐shaped cells – to form siderosomes. Whilst the precise spatio‐temporal positioning of
proteins in subcellular domains of the cell is central to their activity and regulation, their precise
localisation and the assembly mechanisms leading to functional siderosomes are missing. P.
aeruginosa strains expressing fusion proteins of all these five enzymes are already available in a
group of collaborators (Isabelle Schalke group ‐ UMR 7242 UMR Biotechnologie et signalisation
cellulaire). The objectives of the work will be to understand how the polar segregation of PvdA or any
of the four other enzymes is achieved and regulated. To explore these underlying mechanisms,
experiments based on super‐resolution imaging (PALM, STORM), single‐molecule tracking and time‐
resolved fluorescence imaging (FLIM and STED‐FLIM) techniques will be performed on live P.
aeruginosa grown under different iron‐availability conditions.
Requirements:
Good Communication and interpersonal skills
Background: ‐ microbiology with experience/interest for imaging techniques
‐ biophysics (imaging) with experience/interest for bacteriology
Contact: Julien Godet: [email protected]
Magneto-optical properties of mixed self-assembled thin films composed of metallic and magnetic nanoparticles Contact : Matthias PAULY (ICS, UPR22) : [email protected]
Benoit PICHON (IPCMS, UMR7504): [email protected] Significant progress has been made in the area of nanoparticle synthesis and device application in the past several years. A big challenge, however, still resides in the hierarchical organization of these nanoscale building blocks into functional assemblies with well-controlled location, orientation, and spacing across multiple length scales. In particular, it is desirable to develop strategies for building complex thin films that comprise more than one functional material in order to study how the coupling between different nanomaterials affects the physical properties. For instance, plasmon-enhanced magneto-optical effects have been shown to occur when iron oxide nanoparticles are very close to a plasmonic nanostructure. In this context, the goal of this internship will be to build controlled assemblies of magnetic and plasmonic nanoparticles in thin films and study the resulting magnetic and optical properties.
The internship will take place in collaboration between two teams at IPCMS and ICS that have a recognized expertise in the synthesis and assembly of functional nanoparticles in thin films. Iron oxide nanoparticles, gold and/or silver spherical nanoparticles and silver nanowires will be synthesized and characterized by various microscopy and spectroscopy techniques. The nanoparticles will be assembled in thin films, with a specific care on the control of the superstructure (number of layers, density and composition of each layer, spacing between the layers, etc…) in order to probe its influence on the resulting properties. Finally, a novel technique that has been recently developed at ICS and that allows forming oriented thin films of nanowires will be used to induce an anisotropy in the sample. Requirements & Application This multidisciplinary internship, at the frontier between nano-chemistry, materials science and solid-state physics will involve both synthesis and physicochemical characterization. We are looking for a highly motivated student with training in physical chemistry, nanoscience and/or materials science. IMPORTANT : Given the internal security rules to get access to the labs, the hiring procedure must be started at least 10 weeks before the start of the internship. Please address your application to [email protected] and [email protected]
metallicNPsAu AgNWs
magne.cNPsFe3O4
NPsynthesis NPassembly
varia.onofNPtype
varia.onofinterpar.cleandinterlayerspacing
controlofAgNW/Fe3O4orienta.on
+
characteriza.on
Op.calproper.es
Magne.cproper.es
Chimie verte : Cycloisomérisations de céto-alcynes en milieu dispersé aqueux
Marie Pierre Krafft1, Laurence Miesch2
1Université de Strasbourg - Institut Charles Sadron (ICS), CNRS, UPR 22 Mail : [email protected] (tél : 03 88 41 40 60)
2Université de Strasbourg - Institut de Chimie-UMR 7177
Mail : [email protected] (tél : 03 68 85 17 51)
Un large panel de diterpènes naturels bioactifs possède un système spiranique, partie intégrante d’une architecture moléculaire plus complexe. Plusieurs grandes classes de molécules ont pu être identifiées comme les familles de colombiasines, élisabéthines et jérantinines. Ces composés montrent un fort potentiel thérapeutique, notamment en tant qu’anticancéreux ou anti-inflammatoire.
Colombiasine A Elisabéthine A Jérantinine E
Ces molécules comportant un centre quaternaire spiranique constituent un défi pour les chimistes de synthèse et leur accès est essentiel pour l’évaluation de leurs propriétés anticancéreuses. La stratégie de synthèse pour accéder à l’ensemble de ces composés s’appuie sur l’utilisation de réactions en cascades au départ de céto-alcynes1. Notre objectif sera de réaliser ces réactions de cycloisomérisation de céto-alcynes dans un milieu non conventionnel, non polluant, non toxique : l’eau. Pour cela, nous utiliserons des milieux micellaires aqueux et des émulsions (ou microémulsions) inverses solvant-dans-eau comme microréacteurs. Une étude préliminaire nous a en effet permis de montrer qu’il est possible d’obtenir des structures spiraniques dans l’eau en présence d’un agent tensioactif.
Les tensioactifs (e.g. Tweens, Poloxamers, Brijs, amphiphiles fluorés) seront sélectionnés en fonction de leurs propriétés physicochimiques (concentration micellaire critique, balance hydrophile/lipophile, taille des micelles, capacité à solubiliser les réactifs) et de la température de la réaction. Nous étudierons l’influence du confinement apporté par les microréacteurs sur le rendement et la sélectivité de la réaction en faisant varier la nature du substrat (taille de la cycloalcanone, longueur du bras espaceur, substituant de l’alcyne). Parallèlement, nous déterminerons l’évolution des caractéristiques (structure, taille, stabilité) des microréacteurs (micelles et micro- ou nanogouttelettes) au cours de la réaction. Une étude modèle visant à caractériser la diffusion des réactifs à l’interface air/eau en présence du tensioactif sera aussi menée2. Ce sujet à l’interface entre synthèse organique et physicochimie des systèmes auto-assemblés propose de contrôler les caractéristiques des microréacteurs pour la synthèse d’intermédiaires clés en chimie médicinale, et ceci dans un solvant vert par excellence, l’eau. Mots clés: Chimie verte, synthèse organique en milieu aqueux, méthodologie de synthèse, produits naturels, réactivité en milieu micellaire, émulsions, tensioactifs, confinement.
1C. Heinrich, I. Fabre, L. Miesch, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5170-5174. C. Schäfer, M. Miesch, L. Miesch, Chem. Eur. J. 2012, 18, 8028-8031. 2L. Gazzera, R. Milani, et al., M.P. Krafft, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10263-10267; G. Yang, M. O’Duill, V. Gouverneur, M.P. Krafft, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 8402-8406; M.P. Krafft, J.G. Riess, Chemosphere, 2015, 129, 4-29.
HN
N
Et
CO2Me
MeO
HO
OHO
OH H
H
O
OHO
Core@satellite self-assembled nanoparticle assemblies Contact : Matthias PAULY (ICS, UPR22) : [email protected] Significant progress has been made in the area of nanoparticle synthesis and device application in the past several years. A big challenge, however, still resides in the hierarchical organization of these nanoscale building blocks into functional assemblies with well-controlled location, orientation, and spacing across multiple length scales. In particular, it is desirable to develop strategies for building complex systems that comprise more than one functional material in order to study how the coupling between different nanomaterials affects the physical properties. One strategy that has been proposed recently to form such hybrid materials is to chemically link satellite nanoparticles on a bigger core nanoparticle. For instance, a system composed of a large nanosized metallic core surrounded by smaller metallic nanoparticles will have optical properties that differ from the sum of its individual components. In this context, the goal of this internship is to identify in the literature the requirements for making such assemblies (in terms of nanoparticle size and composition, surface chemistry, etc…) and to prepare some core/satellite assemblies for the most promising systems.
The main focus will be on metallic nanoparticles (especially gold and silver spherical particles, gold nanorods and silver nanowires), magnetic particles may also be tested depending on the time left. Based on the literature, various nanoparticle-grafting strategies will be evaluated (covalent chemistry using the nanoparticle surface ligands, electrostatic adsorption, use of proteins as linkers, etc…). The relevant parameters (concentration, temperature, pH, etc…) will be varied and their influence on the structure will be investigated to determine the conditions that lead to well-defined and reproducible superstructures. The nanomaterials will be characterized by various microscopy and spectroscopy techniques. Requirements & Application This multidisciplinary internship, at the frontier between nano-chemistry and materials science will involve both synthesis and physicochemical characterization. We are looking for a highly motivated student with training in physical chemistry, nanoscience and/or materials science. IMPORTANT : Given the internal security rules to get access to the labs, the hiring procedure must be started at least 10 weeks before the start of the internship. Please address your application to [email protected].
“A microfluidic approach to polymer-multilayers at gas/liquid interfaces for foam
control ”
Location of the internship: Institut Charles Sadron, Campus Cronenbourg, 23 Rue du Loess, Strasbourg
Supervisors: Wiebke Drenckhan and Fouzia Boulmedais
Contact: [email protected] and [email protected]
Collaboration: Cecile Monteux and Mathilde Reyssat (ESPIC Paris)
Description
The integration of closely-packed gas bubbles into a liquid or solid material modifies dramatically its mechanical,
thermal, acoustic and optical properties. This is why liquid and solid foams are omnipresent not only in numerous
industrial applications (firefighting, cosmetics, home care, oil recovery, foam flotation, food products, cushioning
and packaging, insulation, filtering, tissue engineering …) but also in research laboratories where their complex
properties continue to puzzle the researchers’ minds. A major challenge in foam science is posed by the need to
protect the tightly packed bubbles against numerous ageing mechanism, such as coalescence or gas exchange
between neighbouring bubbles. This is commonly done using surface active agents (soap-like molecules, proteins,
amphiphilic polymers, etc.) which adsorb to the bubble surface. While these agents can be quite efficient, they
have numerous limitations with respect to ensuring foam stability at long-term, under extreme conditions, or with
respect to the possibility to confer specific functions to the gas/liquid interfaces.
Foam science is therefore beginning to explore heavily and successfully the use of solid-like “armours” which coat
the foam bubbles by the creation of a visco-elastic skin to form “superstable” foams. While a number of these
kind of systems has been explored in the past, they lack the possibility to control finely the visco-elastic properties
of the gas/liquid interfaces in order to help advance our understanding of the link between the properties of the
interfaces and the final foam properties (stability and structure).
The goal of this internship is therefore to explore the use of finely-controlled polymer multilayers at the gas/liquid
interfaces which are created on the bubble surface by the Layer-by-Layer (L-b-L) deposition of oppositely charged
polyelectrolytes. The internship student will develop a microfluidic “Lab-on-a-Chip” which allows to generate
bubbles coated by a chosen number of layers and chosen polyelectrolytes. Goal of the internship will be to correlate
the properties of the polyelectroly multilayer with the stability of the obtained foams. For this purpose, the student
will investigate in parallel the properties of the polyelectrolyte multi-layers at the bubble surface using
measurements of surface tension and interfacial rheology. These measurements will be correlated with
investigations of the bubble stability using a “simplified foam” which consists of two well-controlled bubbles
which are put in contact at controlled speed and force.
Requirements & Application
We are looking for a motivated experimentalist who is interested to combine the physical-chemistry of
polyelectrolytes with microfluidic techniques under the combined supervision of a foam- and an L-b-L specialists.
Figure 1: (a) Microfluidic set-up for the generation of bubbles. (b) Examples of foams obtained with the microfluidic set-up
Sujet Master 2 Chimie biophysique / BBC-POMAM
Etude du rôle des ions métalliques dans l’agrégation des peptides
amyloïdogéniques par RPE et fluorescence
Equipes et responsables de stage M2 :
- POMAM : Bertrand Vileno ; Biométaux et Chimie Biologique: Peter Faller
Institut de Chimie, UMR 7177, 4 rue B. Pascal
Contact pour les intéressés: [email protected]; [email protected]
Introduction :
Les intermédiaires d’agrégation de peptide Aβ (souvent nommé oligomères) semblent être les espèces
les plus toxiques, et par voie de conséquence, responsables de la mort neuronale dans la maladie
d’Alzheimer (MA). De plus, ces oligomères sont des précurseurs des fibres dans les plaques amyloïdes
(Aβ, marqueur de la MA) et sont donc de potentiels marqueurs pour un diagnostic précoce de la MA.
Par contre leur identité comme leur structure sont jusque-là inconnues.1,2 D’autre part, il a été montré
que l’ion Cu(II) joue un rôle prépondérant dans deux processus clés distincts de la MA : (i) il catalyse
l’agrégation d’Aβ, et (ii) il intervient dans la production d’espèces réactives de l’oxygène (ERO),
induisant un stress oxydant délétère au niveau cellulaire.3 Jusqu’à présent, la chimie de coordination du
complexe Cu-Aβ a été étudiée principalement avec des peptides tronqués et monomériques et on dispose
de peu d’information sur la fixation sur les agrégats (oligomère ou autre) et lors de l’agregation.3,4
Objectif:
Le but de ce projet est d’observer la formation des oligomères et la fixation d’ions métalliques (et leur
influence mutuelle) pour le peptide Aβ11-28 en vue de comprendre les mécanismes moléculaires
précurseurs liés à la MA.
Projet:
Nous proposons de générer les peptides Aβ11-28 marqués avec des fluorophores (Fl-Aβ), qui sont
sensibles à la fixation des ions métalliques et/ou sensibles à la formation des oligomères. Notre groupe
a fortement contribué à la connaissance de la chimie de coordination des ions Cu(II) sur le peptide Aβ,
qui devrait permettre un marquage contrôlé de la sonde fluorescente sur le peptide.2,3,5 Parallèlement,
les peptides Aβ11-28 seront également marqués avec des sondes paramagnétiques ou marqueur de spin
(Sp-Aβ). Ces Sp sont sensibles non seulement à leur proche environnement mais également à la présence
d’autres Sp et/ ou ions métalliques type Cu(II). Les peptides marqués Fl-Aβ comme Sp-Aβ devraient
nous permettre de sonder aussi bien la fixation des métaux que la formation des oligomères
Equipes impliqués :
Ceci est un projet interdisciplinaire entre deux équipes avec des compétences différentes et
complémentaires : L’équipe POMAM est une équipe de physiciens et physico-chimistes dont l’activité
est centrée sur la spectroscopie RPE avec notamment une expertise sur marquage de peptides par Sp.
L’équipe BBC travaille à l’interface chimie /biologie et possède une expertise internationalement
reconnue dans le domaine des peptides amyloïdogéniques (Aβ, etc.) et de leurs interactions avec les ions
métalliques, notamment via des approches par fluorescence.
Références :
1. Roychaudhuri R, Yang M, Hoshi MM, et al. J Biol Chem. 284, 4749-53 (2009)
2. Nasica-Labouze J, Nguyen PH, Sterpone F, et al.. Chem Rev. 115, 3518-63 (2015)
3. Faller, P., Hureau, C., La Penna G. Acc. Chem. Res., 47, 2252-9 (2014)
4. Faller, P., Hureau, C., Berthoumieu, O. Inorg Chem (Forum), 52, 12193-206 (2013)
5. Hureau C, Coppel Y, Dorlet P, et al. Angew Chem Int Ed Engl. 48, 9522-5(2009)
Proposition de Stage de Master Année universitaire 2016/2017
Institut Charles Sadron UPR 22 – Equipe Sycommor
Directeur du laboratoire : C. Gauthier
Adresse/Campus : Institut Charles Sadron, 23 rue du Loess, 67000 Strasbourg / Campus de Cronenbourg
Encadrants : Philippe Mésini (DR) & Pierre Petit (DR)
Téléphone : 03 88 41 40 70
e-mail : [email protected]
Synthèses de polymères semi-conducteurs greffables sur des nanotubes de carbone Les nanotubes de carbones ont des propriétés intrinsèques remarquables de photoluminescence, électroluminescence et conductivité. Pour les exploiter dans des applications, l’approche la plus prometteuse est de les fonctionnaliser avec des molécules pi-conjuguées. Dans ces structures ciblées, les molécules greffées jouent le rôle d’antenne (par exemple pour stimuler ou moduler les propriétés d’absorption) et le tube assure la transduction du signal (par exemple par transport de charge après séparation de charge). La modification d’un tube monofeuillet par des liaisons covalentes crée des défauts le long de la structure, ce qui dégrade les propriétés intrinsèques du nanotube. C’est pour contourner ce problème que nous projetons d’utiliser des nanotubes bifeuillet. Le feuillet externe sera modifié de façon covalente et servira ainsi de couche sacrificielle alors que le feuillet interne, intact, conservera ses propriétés de conduction. Le projet consiste à synthétiser un polymère photoactif greffable de façon covalente sur le nanotube. Ce polymère est un copolymère d’hexylthiophène et d’un dérivé du thiophène portant une aniline. L’aniline sera transformée in situ en diazonium pour le faire réagir avec le nanotube.
Pendant son stage, l’étudiant(e) participera à la synthèse des comonomères. Il(elle) apprendra à effectuer des polymérisation par catalyse métallique et à contrôler la composition et la masse des polymères. Il mesurera la masse des polymères synthétisés par SEC et les caractérisera par UV. La dernière étape sera de les faire réagir avec des nanotubes bifeuillet. Il(elle) mesurera les propriétés optiques des adduits. Il sera assisté par un technicien. Pour postuler envoyer votre CV à P. Mésini ([email protected]) ou P. Petit ([email protected]) avant le 10 Nov.
Proposal for the Master Chimie Physique et Matériaux (CPM, Faculty of Chemistry Unistra)-
“Synthesis of hydrogen-bonded semiconductors to improve solar cell morphology.”
Amparo Ruiz-Carretero: [email protected] (CR2). Institut Charles Sadron (ICS)
As the world population grows, the energy demand increases, making necessary the search of
alternative energy sources due to the exhaustion of fossil fuels and the climate change. Solar energy is an
attractive choice, since it provides energy in a clean and renewable manner. Since the discovery of the
photovoltaic effect, many different materials have been used in photovoltaic (PV) devices to convert solar
irradiation into electricity. Among the different kinds of PV devices, organic PVs (OPVs) are a promising
technology as they are light weight, flexible, low cost and can be processed in large scales. However, they
are currently not competitive due to their low power conversion efficiency (PCE) (up to 12%) compared
to the inorganic ones (can reach to 30%). Apart from the electronic properties of the semiconductors
utilized to make the active layer, its morphology is crucial for the proper functioning of the device.
So far, most of the efforts done so far to improve PCE have been focused on varying the
optoelectronic properties of the molecules, but controlling the morphology has been much less studied.
Supramolecular chemistry is a promising tool to work towards the control of device morphology since
thanks to different non-covalent interactions it is possible to program molecules to form the structures
needed to obtain the optimal morphology. Recently, a hydrogen-bonded semiconductor has shown a 50%
increase in efficiency compared to the non hydrogen-bonded analogue.1,2
In this master project, a series of
multiple hydrogen-bonded powerful semiconductors will be synthesized (Figure 1), characterized and
used for the fabrication of organic solar cells. The semiconductors are composed of thiophene-capped
diketopyrrolpyrrole moieties coupled to benzodithiophene units. Among the family of other hydrogen-
bonded semiconductors synthesized in this project (amide, urea, bisurea), the hydrogen bonds will be
incorporated into the alkyl tail attached to the different parts of the molecule (Figure 1). The student will
acquire great knowledge in organic photovoltaics and supramolecular chemistry, since many different
techniques will be used to characterize such systems from the optical and self-assembly points of view.
Figure 1. Structure of the molecules to be synthesized, together with an optical photograph of one of the derivatives,
and the UV-Vis spectra in different conditions.
The student will work in close collaboration with other PhD students and postdocs at Institut
Charles Sadron in a very enriching environment, where close attention and fruitful discussion will be held
to provide the best formation for the student.
Refs: (1) Aytun, T.; Barreda, L.; Ruiz-Carretero, A.; Lehrman, J. A.; Stupp, S. I. Chem. Mater. 2015, 27 (4), 1201.
(2) Ruiz-Carretero, A.; Aytun, T.; Bruns, C. J.; Newcomb, C. J.; Tsai, W.-W.; Stupp, S. I. J. Mater. Chem. A 2013, 1 (38), 11674.
Important note: Institute Charles Sadron needs at least 10 weeks to finalize the “Convention de Stage”,
so it is important to contact us in advance. Preferably, November or December.
400 500 600 700 8000,00
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M2 internship, year 2016‐2017 Advisor : Guillaume Rogez (chargé de recherche) [email protected] (03.88.10.72.95)
Playing with nanosheets and microwaves : towards multifunctional hybrid films
Since the discovery of the extraordinary properties of graphene,1 research on other kinds of
functional nanosheets have increased considerably.2‐6 One can find applications of inorganic nanosheets (possibly reassembled) in various fields such as catalysis,7 magnetism,8, 9 or materials for batteries.10, 11 In the "Hybrid Team" at IPCMS, we have been working for many years on the synthesis and characterization of hybrid layered materials (oxides or hydroxides).12 Another approach of the functionalization of lamellar hybrids consists in using exfoliation reactions and then in taking advantage of the reactivity of nanosheets (Fig. 1). It is then possible to functionalize the nanosheets by the desired molecule (or by another nanosheet), and to reassemble them into a functional lamellar material. Besides this "flocculation approach", it is also possible to cast these nanosheets onto a substrate and to form multilayers by sequential depositions.
Figure 1. Scheme of various methods to reassemble inorganic nanosheets.2
We have recently demonstrated the considerable interest of using microwave‐activated reactions for the functionalization of layered materials by insertion‐grafting reactions.13, 14 In addition, we have obtained very promising results on the microwave‐activated exfoliation of lamellar oxides. The M2 internship work will consist in the careful study of this microwave‐assisted exfoliation reaction in order to optimize the parameters to increase the yields of exfoliation, the lateral size of the nanosheets, and the stability of the suspensions. The precise characterization of the nanosheets (XRD, AFM, TEM…) will also be a major stake of this work. A second aspect of this work will deal with the reactions involving these negatively charged nanosheets, with other layers, positively charged, or magnetic nanoparticles. Sequential deposition will also be studied. 1. K. S. Novoselov, et al., Science, 2004, 306, 666‐669. 2. R. Ma and T. Sasaki, Adv. Mater., 2010, 22, 5082‐5104. 3. P. Sun, et al., Carbon, 2012, 50, 4518‐4523. 4. J. N. Coleman, et al., Science, 2011, 331, 568‐571. 5. V. Nicolosi, M. Chhowalla, M. G. Kanatzidis, M. S. Strano and J. N. Coleman, Science, 2013, 340. 6. M. A. Bizeto, A. L. Shiguihara and V. R. L. Constantino, J. Mater. Chem., 2009, 19, 2512‐2525. 7. L.‐W. Zhao, H.‐M. Shi, J.‐Z. Wang and J. He, Chem. Eur. J., 2012, 18, 15323‐15329. 8. E. Coronado, C. Martí‐Gastaldo, E. n. Navarro‐Moratalla, A. Ribera, S. J. Blundell and P. J. Baker, Nat. Chem., 2010, 2,
1031‐1036. 9. M. Osada, Y. Ebina, K. Takada and T. Sasaki, Adv. Mater., 2006, 18, 295‐299. 10. L. Wang, et al., Chem. Mater., 2003, 15, 4508‐4514. 11. S. Suzuki and M. Miyayama, J. Electrochem. Soc., 2007, 154, A438‐A443. 12. G. Rogez, C. Massobrio, P. Rabu and M. Drillon, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 1031‐1058. 13. Y. Wang, E. Delahaye, C. Leuvrey, F. Leroux, P. Rabu and G. Rogez, Inorg. Chem., 2016, 55, 4039‐4046. 14. Y. Wang, E. Delahaye, C. Leuvrey, F. Leroux, P. Rabu and G. Rogez, Inorg. Chem., 2016, in press.
M2 internship, year 2016‐2017 Advisor : Guillaume Rogez (chargé de recherche), Quentin Evrard (PhD student) [email protected] (03.88.10.72.95)
Functional layered hydroxides : towards hybrid multiferroic materials.
Nowadays, the field of multiferroic materials (ie. materials presenting two kinds of ferroic
orders, such as ferromagnetic and ferroelectric orders) is essentially occupied by oxides.
Nevertheless, research on molecular or hybrid multiferroic is currently developing fast, because such
materials present very promising characteristics (versatility of their design, possibility to finely tune
their properties, low temperature syntheses, processability…).1‐3
Within the frame of an ANR project (HYbrid Multiferroic Nanomaterials, HYMN) in
collaboration with the CRISMAT laboratory in Caen, and the CEMCA laboratory in Brest, and basing
on our long experience in the field of layered hybrid materials,4‐9 we propose to develop the
functionalization of magnetic layered simple hydroxides (general formula M2(OH)3X, with M2+ = Cu2+
or Co2+ and X‐ = OAc‐, NO3‐, dodecyl‐sulfate…) by molecules especially designed to favor the
occurrence of ferroelectric properties and bearing a seldom used anchoring group, phosphonate.
During this M2 internship, we propose to focus on a family of molecules based on a (bi)‐thiophene
moiety (Fig. 1).
Figure 1. Family of thiophene‐based phosphonates to be inserted into layered magnetic hosts.
In addition to the synthesis and optimization of the reaction parameters, the work will also
involve precise characterization of the obtained compounds, using ancillary techniques (PRXD, TGA,
SEM, IR, UV‐Vis. …). Finally, exploration of the physical properties will be carried out, either on‐site
(magnetic properties) or in collaboration (dielectric properties).
1. P. Jain, et al., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 13625‐13627. 2. E. Pardo, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 8356‐8360. 3. G. Rogez, N. Viart and M. Drillon, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 1921‐1923. 4. M. Lang, et al., Eur. J. Inorg. Chem., 2015, 2030‐2038. 5. S. Eyele‐Mezui, et al., J. Phys. Chem. C, 2015, 119, 13335‐13342. 6. R. Bourzami, et al., Inorg. Chem., 2014, 53, 1184‐1194. 7. S. Eyele‐Mezui, E. Delahaye, G. Rogez and P. Rabu, Eur. J. Inorg. Chem., 2012, 2012, 5225‐5238. 8. G. Rogez, C. Massobrio, P. Rabu and M. Drillon, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 1031‐1058. 9. Y. Wang, E. Delahaye, C. Leuvrey, F. Leroux, P. Rabu and G. Rogez, Inorg. Chem., 2016, 55, 4039‐4046.
