Une offre de thèse au Département Sources et Sondes ponctuelles

Sujet : Nano électrodes en microfluidique: influence du champ électrique sur la nucléation

Directeurs de thèse : Stéphane VEESLER et Nadine CANDONI

Contact : veesler@cinam.univ-mrs.fr / +33(0)6 62 92 28 66

Co-encadrant : Romain GROSSIER et Laurent LAPENA

Description du sujet :

L’importance des premiers instants de la cristallisation (la nucléation) sur le contrôle des propriétés des matériaux dans de nombreux domaines tels la minéralogie, la biologie ou la pharmacie n’est plus à démontrer. Les mécanismes de nucléation des produits cristallisés ne sont toujours pas parfaitement compris, principalement en raison du fait que la nucléation est un phénomène stochastique : nous ne savons pas où et quand un nombre indéfini d’événements de nucléation se produira. Le côté stochastique de la nucléation nous amène à réaliser un grand nombre d’expériences d’où l’intérêt de la microfluidique à base de gouttes qui permet de générer un grand nombre d’expériences identiques. Ces dernières années des études portant sur le déclenchement de la nucléation par un champ externe ont vu le jour, mais elles sont peu développées et portent principalement sur l’utilisation des lasers et très peu sur l’application d’un champ électrique.

Nous proposons de coupler des nano électrodes à une plateforme microfluidique de cristallisation. L’objectif est la compréhension de l’effet du champ électrique localisé sur la nucléation, afin de proposer de nouvelles approches pour la cristallisation de molécules difficiles à cristalliser.

La thèse se déroulera au CINaM au sein du département « Sources et Sondes Ponctuelles », qui a développé une expertise forte en localisation de la nucléation par application d’un champ électrique local et intense1-2.   Les expériences seront réalisées sur la plateforme microfluidique développée au sein du département3.

  1. Hammadi, Z.; Grossier, R.; Zhang, S.; Ikni, A.; Candoni, N.; Morin, R.; Veesler, S., Localizing and inducing primary nucleation. Faraday Discuss. 2015, 179, 489-501.
  2. Hammadi, Z.; Lapena, L.; Morin, R.; Olives, J., Immobilization of a bubble in water by nanoelectrolysis. Appl. Phys. Lett. 2016, 109 (6), 064101.
  3. Candoni, N.; Grossier, R.; Lagaize, M.; Veesler, S., Advances in the Use of Microfluidics to Study Crystallization Fundamentals. Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering 2019, 10 (1), 59-83.