Doctorant (H/F) en chimie des matériaux : Synthèse et caractérisation de matériaux hybrides poreux pour le stockage et le relargage contrôlé de l'oxygène singulet

Les missions du poste

La thérapie photodynamique (PDT) repose sur l'interaction entre un photosensibilisateur, la lumière et l'oxygène à l'état fondamental (3O2), produisant des espèces d'oxygène hautement réactives telles que l'oxygène singulet (1O2) cytotoxique qui peut être utilisé contre le cancer et les agents pathogènes microbiens. Actuellement, la PDT est confrontée à deux limitations majeures : le contrôle de l'apport en oxygène et la pénétration limitée de la lumière à l'intérieur des tissus. Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet collaboratif ANR, visant à développer de nouveaux polymères de coordination poreux, ou Metal Organic Frameworks (MOFs), capables de découpler les étapes d'irradiation lumineuse et de libération de l’oxygène singulet. Les MOFs sont construits à partir de briques inorganiques connectées entre elles par des ligands organiques polytopiques pour définir des cavités et taille et forme variées. Il s'agira ici de produire des composés poreux combinant deux types de ligands organiques, les arènes et les porphyrines, dans une structure unique. Les porphyrines sont d'excellents photosensibilisateurs capables de générer du 1O2 tandis que les arènes sont des molécules aromatiques capables de piéger ce 1O2 dans leur structure par la formation réversible d'endoperoxyde (EPO). Ainsi, les MOFs contenant de l'EPO pourront être générés par illumination à la longueur d'onde optimale d'excitation de la porphyrine et stockés à basse température jusqu'à ce qu'ils soient utilisés pour libérer de manière contrôlée l’oxygène singulet dans l’environnement désiré par chauffage.
Les travaux de thèse incluront :
- la synthèse de ligands organiques (porphyrine, anthracène) adaptés
- l'étude de la réactivité de ces ligands avec différents cations métalliques, en s'appuyant en particulier sur des outils haut-débit.
- la caractérisation les solides obtenus par les techniques usuelles du domaine, en particulier diffraction des RX (monocristal / poudre), spectroscopies UV-visible et infrarouge, analyse thermogravimétrique, adsorption de gaz…
Les propriétés de génération et relargage d'oxygène singulet seront évaluées dans le cadre de collaborations.
Le(la) candidat(e) devra posséder un Master 2 en chimie, chimie-physique ou sciences des matériaux. Ce projet se situant à l'interface entre chimie moléculaire et chimie des matériaux, une appétence pour ces deux domaines est attendue, ainsi que pour les techniques de caractérisation, notamment la diffraction des RX.

Contexte de travail

Cette thèse se déroulera conjointement dans deux laboratoires nantais, le CEISAM (Chimie Et Interdisciplinarité, Synthèse, Analyse, Modélisation) et l'IMN (Institut des Matériaux Jean Rouxel de Nantes), deux Unité Mixte de Recherche (UMR) associant le CNRS et Nantes Université. Elle se déroulera dans le cadre du projet collaboratif ANR MOFSONG, qui implique 5 laboratoires académiques, (LMI Lyon, CRMN Lyon, IMN Nantes, CEISAM Nantes et LRGP Nancy).


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Le(la) doctorant(e) sera localisé(e) à l'IMN et au CEISAM (situés à 100 m l'un de l'autre), et pourra être amené(e) à réaliser des séjours courts dans les laboratoires partenaires.
Les laboratoires IMN et CEISAM sont régis par un règlement intérieur.