Sujet de thèse Synthèse de nanotubes de carbone fonctionnalisés

Sujet de thèse
Synthèse de nanotubes de carbone fonctionnalisés pour la détection
simultanée de polluants et la mesure de pH
Cadre/contexte :
La synthèse de matériaux conjugués semi-conducteurs pour la conception de dispositifs électroniques
est une activité développée au Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (LPICM,
Ecole polytechnique, UMR CNRS 7647). Une équipe commune a été créée en 2010 avec l’IFSTTAR
(Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux)
pour développer la mise au point de capteurs à base de nanotubes de carbone.
Description du sujet :
Les problèmes de pollution de l’eau s’accroissent continuellement notamment à cause d’une
urbanisation grandissante, d’une industrialisation massive et d’une agriculture intensive. Il est de ce
fait primordial de pouvoir effectuer un diagnostic rapide à toutes les étapes du cycle de l’eau pour
pouvoir identifier les sources de contamination et y remédier le plus rapidement possible. Pour cela,
des dispositifs d’analyse portatifs fiables et performants doivent être conçus. Les nano-objets se
présentent comme des éléments de choix pour la conception de tels capteurs car ils permettent la
miniaturisation des dispositifs. Les nanotubes de carbone sont en particulier très attractifs car ils
possèdent des propriétés de conduction originales.
Ce sujet de thèse propose de créer de nouvelles nanostructures polymères-nanotubes de carbone
permettant la reconnaissance spécifique de polluants dans l’eau (chlorures, métaux lourds ...), ainsi
que d’effectuer une mesure de pH. Le but est, d’une part, de créer des effets synergiques pour obtenir
des matériaux multifonctionnels aux propriétés exaltées et, d’autre part, d’obtenir des dispositifs
pouvant permettre la mesure de différentes espèces. Pour cela, la synthèse de polymères fonctionnels
sera effectuée dans un premier temps, ils seront ensuite utilisés pour la fonctionnalisation des
nanotubes de carbone. Les nano-objets ainsi définis seront déposés en couches minces pour la
conception de capteurs permettant une analyse basée sur la modification des propriétés électriques des
dispositifs en fonction des interactions couche active fonctionnalisée-analytes.
Ce sujet apportera au candidat une expérience multi-disciplinaire. Il sera en contact avec des
techniques comme la synthèse chimique, le dépôt et la caractérisation de couches minces et la
caractérisation électrique de dispositifs. Le LPICM possède un laboratoire de synthèse chimique, les
outils de dépôt et de caractérisation des matériaux en couches minces (profilométrie, AFM,
microscopie électronique...) et l’instrumentation permettant les mesures électriques.
Candidatures :
Le candidat aura obtenu un master dans le domaine de la chimie des matériaux, des connaissances en
synthèse de polymères conjugués et/ou en fonctionnalisation de nanotubes de carbone seraient
appréciées. Les candidatures sont à envoyées à :
Dr Gaël Zucchi Dr Bérengère Lebental
Ecole polytechnique IFSTTAR Cité Descartes, LISIS
LPICM LPICM-Ecole Polytechnique
UMR CNRS 7647 Tel: [phone]
Route de Saclay [e-mail]
91128 Palaiseau (FRANCE)
Tel: [phone]
[e-mail]