Département SSP

Sources et Sondes Ponctuelles

Responsable : Stéphane Veesler

Présentation

Nous nous intéressons à la compréhension fondamentale des mécanismes et des phénomènes physiques, chimiques ou biologiques ayant lieu à l'échelle locale et à leur valorisation.

Nous privilégions les nano-objets individuels, ou leurs assemblages, que nous étudions par des approches expérimentales, théoriques ou de modélisation. Nous aspirons à une maîtrise des phénomènes avec une approche volontairement ponctuelle, localisée ou confinée dans l'espace et dans le temps.

Naturels ou synthétiques, ces objets ou ces assemblages, sont aussi bien des sources que des sondes de propriétés originales. Par exemple, la nucléation de phases dans une solution, l’émission de champ à l’apex d’une pointe, la photoémission à partir d’un contact électrique ponctuel, d’une molécule ou d’un champ de force, sont des sources. D'autre part, la mesure et l’analyse de la fréquence d’apparition de cristaux, de la cohérence d’un faisceau d’électrons, d'ions ou de photons ou la translocation d’une molécule dans une nanopipette, sont des sondes.

 
 

Sources et sondes ponctuelles 7
Photo : Cristallisation localisée d'une protéine à l'apex d'une pointe par un champ électrique localisé

Le département SSP est structuré autour de 2 thématiques : Localisation sous champs et Phénomènes localisés en solution.

La maitrise des champs localisés, les approches et les moyens, y compris humains, sont largement transversaux à ces 2 thèmes (Localisation sous champs et Phénomènes localisés en solution).

Publications

2019

Advances in the Use of Microfluidics to Study Crystallization Fundamentals

Nadine Candoni, Romain Grossier, Mehdi Lagaize, Stéphane Veesler

Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering 10:59-83 (2019)10.1146/annurev-chembioeng-060718-030312

A low-energy electron point-source projection microscope not using a sharp metal tip performs well in long-range imaging

E. Salançon, Alain Degiovanni, Laurent Lapena, Mehdi Lagaize, Roger Morin

Ultramicroscopy (2019)10.1016/j.ultramic.2019.02.022

From measuring electron charge to exploring particle-wave duality: A new didactic experimental approach

E. Salançon, Alain Degiovanni, Laurent Lapena, Roger Morin

American Journal of Physics 87:194-199 (2019)10.1119/1.5086392

Multiscale Experimental Study and Modeling of l -Glutamic acid Crystallization: Emphasis on a Kinetic Explanation of the Ostwald Rule of Stages

Yousra Tahri, Emilie Gagnière, Elodie Chabanon, Tijani Bounahmidi, Zdeněk Kožíšek, Nadine Candoni, Stéphane Veesler, Moussa Boukerche, Denis Mangin

Crystal Growth and Design 19:3329-337 (2019)10.1021/acs.cgd.9b00217

2018

A chemical library to screen protein and protein-ligand crystallization using a versatile microfluidic platform

Charline Gerard, Gilles Ferry, Laurent Vuillard, Jean Boutin, Nathalie Ferte, Romain Grossier, Nadine Candoni, Stéphane Veesler

Crystal Growth & Design 18:5130-5137 (2018)10.1021/acs.cgd.8b00572

Estimating single molecule conductance from spontaneous evolution of a molecular contact

M. Gil, T. Malinowski, M. Iazykov, Hubert Klein

Journal of Applied Physics 123 (2018)10.1063/1.5018252

A parameter to probe microdroplet dynamics and crystal nucleation

R. Grossier, V. Tishkova, R. Morin, S. Veesler

AIP Advances 8:075324 (2018)10.1063/1.5034443

Microfluidics set-up rapidly measures solubility directly from powder

Guillem Peybernès, Romain Grossier, Frédéric Villard, Philippe Letellier, Mehdi Lagaize, Nadine Candoni, Stéphane Veesler

Organic Process Research and Development 22:1856-1860 (2018)10.1021/acs.oprd.8b00300

Filling nanopipettes with apertures smaller than 50 nm: dynamic microdistillation

E. Salançon, Bernard Tinland

Beilstein Journal of Nanotechnology 9:2181-2187 (2018)10.3762/bjnano.9.204

High spatial resolution detection of low-energy electrons using an event-counting method, application to point projection microscopy

Evelyne Salançon, Alain Degiovanni, Laurent Lapena, Roger Morin

Review of Scientific Instruments 89 (2018)10.1063/1.5020255

2017

Tunable microbubble generator using electrolysis and ultrasound

Younes Achaoui, Khaled Metwally, Damien Fouan, Zoubida Hammadi, Roger Morin, Eric Debieu, Cédric Payan, Serge Mensah

AIP Advances 7:015011 (2017)10.1063/1.4973720

Crystallization via tubing microfluidics permits both in situ and ex situ X-ray diffraction

Charline Gerard, Gilles Ferry, Laurent Vuillard, Jean A Boutin, Léonard Chavas, Tiphaine Huet, Nathalie Ferte, Romain Grossier, Nadine Candoni, Stéphane Veesler

Acta crystallographica. Section F, Structural biology communications 73:574-578 (2017)10.1107/S2053230X17013826

Water nanoelectrolysis: A simple model

Juan Olives, Zoubida Hammadi, Roger Morin, Laurent Lapena

Journal of Applied Physics 122:244902 (2017)10.1063/1.5004637

Microfluidic platform for optimization of crystallization conditions

Shuheng Zhang, Charline Gerard, Aziza Ikni, Gilles Ferry, Laurent Vuillard, Jean Boutin, Nathalie Ferte, Romain Grossier, Nadine Candoni, Stéphane Veesler

Journal of Crystal Growth 472:18-28 (2017)10.1016/j.jcrysgro.2017.01.026

2016

Solvent screening and crystal habit of metformin hydrochloride

Ibtissem Benmessaoud, Ouahiba Koutchoukali, Mohamed Bouhelassa, Abderrahim Nouar, Stéphane Veesler

Journal of Crystal Growth 451:42-51 (2016)10.1016/j.jcrysgro.2016.07.001

Immobilization of a bubble in water by nanoelectrolysis

Zoubida Hammadi, Laurent Lapena, Roger Morin, Juan Olives

Applied Physics Letters 109:064101 (2016)10.1063/1.4960098

Infrared light emission from nano hot electron gas created in atomic point contacts

T Malinowski, H Klein, Maksym Iazykov, Ph Dumas

EPL - Europhysics Letters 114:57002-p1-57002-p5 (2016)10.1209/0295-5075/114/57002

Séminaires

  • Mardi 17 septembre: Julien Sauvageot  (Ecole Centrale Marseille)

"Interfaçage de caméra pour détection en mode comptage"

  • Mardi 16 juillet: Ceclia Colomes  (Master 1 Nanosciences et Nanotechnologies)

"Etude de la génération de billes de gel en microfluidique"

  • Mardi 16 juillet: Benyamin Makhloufi (Master 1 Nanosciences et Nanotechnologies)

"Etude de la génération de gouttes de volume nanométrique"

  • Mardi 9 juillet: Thomas Bachour (ingénieur POLYTECH) et Ana Sandoval (économiste)

"Mobilité électrique couplée aux énergies renouvelables"

  • Mardi 2 juillet 2019 : Jérémy Thomat  (BTS Conception de Produits industriels)

"Conception d’un analyseur hémisphérique en énergie"

  • Mardi 2 juillet 2019 : Simon Lepinay (Master 2 Chimie Spécialisation Cristallisation)

"Microfluidique à architecture ouverte à base de nanocapillaires : approche
expérimentale de la nucléation de cristaux en solution par confinement"

  • Mardi 25 juin 2019 : Roger Morin

"Petite récréation mathématique"

  • Mardi 4 juin 2019 : Maxime Imbert (Master 1 bio-ingénierie des tissus et des implants)

"la modélisation d'une micro-pompe pour la délivrance contrôlée d'insuline"

  • Mardi 23 avril 2019 : Roger Morin

"Renforcement de champ électrique autour d’une microparticule isolante proche d’un conducteur" (partie 2)

  • Mardi 26 février 2019 : Victoria Tishkova Leoni

"Modélisation de l’évaporation d’une ou deux gouttes suspendues"

  • Mardi 18 décembre 2018 : Philippe Dumas

"Le père Noel viendra-t-il en traineau électrique avec une offre éclectique ?"

  • Jeudi 13 décembre 2018 : Sylvain Deville

(Laboratoire de Synthèse et Fonctionnalisation des Céramiques, UMR3080 CNRS/Saint-Gobain CREE, Cavaillon)
"Interactions d’objets avec des fronts de solidification : de la science des matériaux à la géophysique, en passant par la biologie"

  • Mardi 11 décembre 2018 : Roger Morin

"Renforcement de champ électrique autour d’une microparticule isolante proche d’un conducteur"

  • Mardi 2 octobre 2018 : Roger Morin

"Optique électronique à partir de film nanoporeux ultra-fin autosupportés"

  • Mardi 25 septembre 2018 : Journée SSP

  • Mardi 11 septembre 2018 : Hajjar Blladi

Etude Hydrodynamique des nano-gouttelettes à visée biomédical

  • Mardi 4 septembre 2018 : Eve Revalor (University of Melbourne)

Coronary Stents : Past, Present and Future

  • Mardi 10 juillet 2018 : Bernard Tinland

How to fill any nanopipettes and to determine their aperture size !

  • Mardi 3 juillet 2018 : Romain Buisson (Master 2 BTI)

Développement d’une méthode microfluidique pour la préparation de particules déformables

  • Mardi 12 juin 2018 : Roger Morin

Discussion sur la troisième source ponctuelle de lumière « découverte » à SSP

  • Mardi 3 avril 2018 : Gearges Sitja (CINaM)

La catastrophe ultraviolette ou l’histoire, la physique, les mathématiques et la psychologie du corps noir

  • Mardi 27 mars 2018 : Hubert Klein

Retour sur Forum Champs Proches 2018

  • Mardi 20 mars 2018 : Cheng Zhang

Comment ça marche : l’éducation en Chine après 1990

  • Mardi 13 mars 2018 : Alain Degiovanni

Microscopie à projection et magnétisme

  • Mardi 20 février 2018 : Evelyne Salancon

Mesure de la charge de l’électron dans une expérience didactique

  • Mardi 13 février 2018 : Mehdi Lagaize

INVENTOR, Conception de pièces et d’assemblages pour le prototypage rapide.

  • Mardi 30 janvier 2018 : Evelyne Salancon

Mesure de bruit acoustique en holographie optique

  • Mardi 23 janvier 2018 : Ahmed Slami

Conception d’une micro-pompe pour l’injection médicamenteuse

  • Mardi 9 janvier 2018 : Alain Degiovanni

Vers une nouvelle optique électronique

  • Mardi 19 décembre 2017 : Jeremie Berthonneau (CINaM)

La tomographie électronique au CINaM : la (ré)solution NM appliquée aux mesures de SSP

  • Mardi 5 décembre 2017 : Mathilde Lepoitevin (Brown University, Department of Physics, Etats-Unis)

Conception de nanopore solide unique pour mimer des canaux biologiques et pour la détection de bio-macromolécules

  • Mardi 28 novembre 2017 : Hubert klein

Fabrication et calibration d’une sonde AFM à partir d’un diapason en quartz

  • Mardi 21 novembre 2017 : Guillem Peybernes

Développement de méthodes de cristallisation en systèmes micro-fluidiques appliquées au criblage de sels et de polymorphes de molécules d’intérêt pharmaceutique

  • Mardi 10 octobre 2017 : Victoria Leoni Tishkova,

Modélisation de l’évaporation d’une goutte

  • Mardi 3 octobre 2017 : Evelyne Salançon

Quand détection d’électrons rime avec cristallo !

  • Mardi 19 septembre 2017 : Stéphan Dubas (Metallurgy and Materials Science Research Institute (MMRI) Chulalongkorn University Bangkok, Thailand)

Metallization and electroless plating of polyelectrolyte complex membranes

  • Mardi 4 juillet 2017 : Juan Olives

Nanolocalisation de la production de bulles

  • Jeudi 29 juin 2017 : Douglas Dunga (stagiaire Polytech Biomed)

Evaporation par diffusion

  • Mardi 27 juin 2017 : Juan Olives

Nanolocalisation oxydation et réduction

  • Mardi 20 juin 2017 : Cheng Zhang

Production de billes d’alginates

  • Mardi 13 juin 2017 : Nofiharitiana Rakotonirina (stagiaire M1 instrumentation)

Plateforme microfluidique- application en biologie

  • Mardi 6 juin 2017 : Adderrahmane Bechadi (stagiaire M1 instrumentation)

Transfert du graphène sur une grille

  • Mardi 9 mai 2017 : Hubert Klein,

Diapason dans le liquide

Financement

Sources et sondes ponctuelles 1 Ingénierie moléculaire et matériaux fonctionnels Sources et sondes ponctuelles 2

  • ANR CUMBA ANR-15-CE19-0017-03

« Modalité d’imagerie ultrasonore cellulaire pour quantifier l’agrégation érythrocytaire in vivo » S. Veesler.
Coordinator : E. Franceschini (LMA). Partners : V. Deplano (IRPHE). 01/10/2015 to 30/09/2020

 

  • Contrat préliminaire CNRS-AMU-SATT pour le projet "Nanoporosités".

Réf SATT n°852-SA-16-CNRS. Réf CNRS D19550-01/n° 155 588.
Research directors : Roger MORIN, Laurent LAPENA, and Alain DEGIOVANNI

 

  • Bourse de thèse CIFRE avec Technologie Servier

« Développement de méthodes de cristallisation en systèmes micro-fluidiques appliquées au criblage de sels et de polymorphes de molécules d’intérêt pharmaceutique.»
Encadrants : N. Candoni, R. Grossier and S. Veesler. 13/06/2016 to 12/06/2019

Équipements

Nos travaux nécessitent le développement et le partage de compétences et la mise en œuvre d’un certain nombre d'outils, principalement :

  • La micro et nano fabrication, déplacements et manipulations,
  • La détection de signaux à faible niveau,
  • Les microscopies et spectroscopies (en champ proche, à projection, optique, à fluorescence, électronique et ionique),
  • La microfluidique,
  • La simulation multi-physique (COMSOL),
  • L'étude théorique des singularités associées à une localisation des champs (contraintes, électriques, nucléation, ...).

 

FRAPP

Local Probes and Sources 28
Photo du montage FRAPP

Ce montage d’interférences lumineuses permet de mesurer la mobilité (mouvement brownien, ou sous champ) de tout objet -muni d’un marqueur fluorescent- (simple molécule, polymère, lipide, colloïde,…,) dans un milieu transparent, et à différents vecteurs d’onde.

 

Jonction brisée contrôlée mécaniquement (MCBJ)

Local Probes and Sources 26
Photo du montage MCBJ

Nous avons développé une jonction brisée permettant la stabilisation de contacts atomiques ponctuels à température ambiante. Cette jonction est couplée à un microscope optique permettant l’irradiation et la collection (comptage et spectroscopie, visible / proche IR) de lumière. Cette jonction permet également de travailler en solution pour la mesure de conductance de molécules uniques.

En Savoir Plus :

Infrared light emission from nano hot electron gas created in atomic point contacts
T. Malinowski, H. R. KleinM. Iazykov and Ph. Dumas
EPL (Europhysics Letters), Volume 114Number 5

 

Nucléation en milieu confiné

Local Probes and Sources 25
Photo du montage nucleation en milieu confiné

Une expérience a été bâtie pour la génération contrôlée de microgouttes (volume du picolitre au femtolitre) pour l’étude du confinement et de ses applications.

En Savoir Plus :

Generating nanoliter to femtoliter microdroplets with ease
R. Grossier, Z. Hammadi, R. Morin, A. Magnaldo, and S. Veesler
Appl. Phys. Lett. 98, 091916 (2011)

 

Plateforme Microfluidique pour la cristallisation

Nous avons développé une plateforme microfluidique polyvalente et facile à utiliser par les non-spécialistes pour le criblage des conditions de cristallisation, l’établissement rapide de diagrammes de phases et la mesure des cinétiques de nucléation des cristaux (volume nanolitre).

Plateforme microfluidique pour la cristallisation

En Savoir Plus :

Microfluidic platform for optimization of crystallization conditions
Shuheng Zhanga, Charline J.J.Gerarda, Aziza Iknia, Gilles Ferryb, Laurent M.Vuillardb, Jean A.Boutinb, Nathalie Fertea, Romain Grossiera, Nadine Candonia, Stéphane Veesler
Journal of Crystal Growth, Volume 472, 15 August 2017, Pages 18-28

 

Poste type Electrophysiologie

Local Probes and Sources 29
Photo du Poste type Electrophysiologie

Ce poste permet la détection d’objets uniques lors de leur passage à travers l’ouverture d’une micro ou nanopipette, sur le principe du compteur Coulter.

 

Brevets

  • Procédé de fabrication d’échantillons, dispositif pour sa mise en oeuvre et utilisations

Brevet français n°FR12 61037, 20 Novembre 2012,  Inventeur : Bernard Tinland

 

  • Method and device for filling nanopipettes via dynamic microdistillation

Brevet international publié le 6 Juin 2013 : WO 2013/079874 A1, Inventors : Bernard Tinland, Evelyne Guirleo

 

  • Procédé de contrôle d’au moins une bulle de gaz produite de manière localisée

Brevet Français N° 1459127, 26 Sept 2014, déposé aux noms du CNRS, AMU, Ecole Centrale Marseille, Inventeurs : Achaoui Y, Mensah S., Hammadi Z., Morin R., Debieu, E., Payan C.

 

  • Nanoporosité contrôlée de films ultra-fins pour fabrication de dispositifs d’optique électronique

Déclaration d’Invention, déposée le 1er Juillet 2016, Réf CNRS : DI 09550-01/ Réf SATT : NANOPOROSITES-852, Inventeurs : Roger MORIN, Laurent LAPENA, et Alain DEGIOVANNI

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