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La chiralité n'est pas seulement une caractéristique de la vie, elle a également des implications importantes en physique et en chimie. La chiralité est récemment apparue dans la science des matériaux et la nanotechnologie chirale. Il s'agit d'un domaine scientifique émergent offrant de nouvelles possibilités en optoélectronique en raison des effets de la chiralité dans les interactions lumière-matière et charge-matière, avec des applications dans les OLED, la cryptographie et les capteurs. Liée aux interactions avec les spins, la sélectivité de spin induite par la chiralité (effet CISS) a été récemment observée dans des systèmes hélicoïdaux auto-assemblés sur des surfaces et a ouvert un nouveau domaine de recherche avec de nombreuses applications dans les dispositifs basés sur la spintronique tels que les mémoires magnétiques ou les valves de spin.
Dans ce travail de thèse, nous souhaitons développer de nouveaux systèmes hybrides chiraux basés sur des molécules hélicoïdales, incorporant des unités organométalliques et des propriétés de commutation, qui seront assemblées sur des surfaces métalliques. Ces couches auto-assemblées présenteront des propriétés fascinantes liées à la chiralité comme de l’activité de commutation chirale ou des effets de spin.
Au sein de l’équipe OMC de l’ISCR, le Dr. Jeanne Crassous est spécialiste de chiralité, de la chimie des hélicènes tandis que le Pr. Stéphane Rigaut étudie les architectures métallo-organiques incorporant des unités à commutation de type photochrome. Dans ce projet de thèse, divers types de structures hélicoïdales (hélicène-DTE-ruthénium conjugués, avec DTE = dithiénylethène) seront synthétisés et auto-assemblés sur des surfaces métalliques. Grâce à plusieurs collaborations, ces matériaux chiraux inédits seront utilisés 1) en présence de courant électrique pour l’électrochimie, 2) en présence de lumière pour la commutation optique, et 3) sous champ magnétique pour les effets de spin.
Ce travail interdisciplinaire sera mis en œuvre au sein du consortium ANR CHIRELECMOL avec des chimistes et des physiciens (équipe MACSE à l’ISCR Rennes; CHIROPOLE, Marseille; et IEMN, Lille), ce qui permettra à l'étudiant(e) d'acquérir de nombreuses expertises complémentaires.
Bibliographie : a) J. Crassous, et al. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 7709; b) S. Rigaut, et al. J. Am. Chem. Soc., 2019. 141, 20026; c) J. Crassous, et al. Chem. Rev. 2019, 119, 8846; d) S. Rigaut, O. Galangau, Chem. Chem. Eur. J. 2024, 30, e202402788; e) P. Bloom, et al. Chem. Rev. 2024, 124, 1950
Le(la) candidat(e) doit détenir un Master Chimie. Le poste requiert des connaissances en chiralité, de très bonnes compétences en synthèse (organique et/ou organométallique), dans les méthodes classiques de purification, dans les techniques de caractérisation, dans les outils spectroscopiques et les logiciels d'analyse de données, ainsi que de très bonnes aptitudes en communication, orales et écrites (français et anglais) pour pouvoir présenter ses travaux dans des conférences, écrire des articles scientifiques. Enfin, une très bonne adaptabilité à diverses conditions et cultures, ainsi que de la créativité seront nécessaires. Nous recherchons une personne qui s'impliquera pleinement dans ce projet, ayant soif de connaissance, une forte motivation et une certaine indépendance. Ceci lui permettra de développer de connaissances scientifiques fortes en science des matériaux, mais également dans toutes les compétences annexes. L'aspect pluri-disciplinaire est un point crucial.
La candidature doit inclure un CV détaillé, au moins deux références (personnes à contacter) ; une lettre de motivation d’une page, un résumé d’une page des travaux de Masters, les notes de Masters 1 or 2 ou du diplôme correspondant). Note : notre Institut est soumis à des conditions de sécurité (Zone ZRR).
Contexte de travail
L'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR – UMR 6226) est une Unité Mixte de Recherche associant le CNRS (INC et INSIS), l'Université de Rennes 1, l'Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR) et l'Institut National des Sciences Appliquées de Rennes INSA de Rennes. Cet Institut, créé au 1er janvier 2006, résulte des regroupements successifs de l'ensemble des forces académiques en chimie sur le site de Rennes. Il rassemble fin 2018 290 personnels permanents, dont 143 enseignant-chercheurs, 64 chercheurs CNRS et 82 Ingénieurs et Techniciens, sur les sites de Rennes Beaulieu, Rennes Villejean et à l'IUT de Lannion, avec un effectif global de près de 500 personnes. Son organisation déconcentrée en huit équipes de taille variée permet de combiner aujourd'hui avec efficacité les avantages scientifiques d'une structure couvrant un vaste champ disciplinaire et le souci d'une gestion au plus près de chacun.
La chimie rennaise possède une expertise indéniable pour la conception et la synthèse de molécules, de cristaux, de matériaux à façon, porteurs de fonctions ou de propriétés dédiées, par la mise en œuvre d'une très grande variété d'outils d'ingénierie des molécules et des matériaux. Cela concerne plus spécifiquement :
la chimie moléculaire (organique, organométallique et de coordination), les matériaux issus de la chimie du solide et de la métallurgie, la catalyse, l'électrochimie, la chimie théorique et l'ingénierie des procédés chimiques.
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
Dans le cadre du projet interdisciplinaire de l'ANR CHIRELECMOL, des déplacements sont à prévoir (participation à des réunions de travail et à des manifestations scientifiques, expériences dans des laboratoires).