Micro-électrolyse en continu pour une synthèse plus vertueuse de nanoparticules d'or // An electrochemical flow microreactor for a greener synthesis of gold nanoparticles

Les nanoparticules (NPs) d'or possèdent des propriétés électroniques, photoniques et chimiques uniques, qui les rendent incontournables pour un grand nombre d'applications technologiques ou médicales. Elles sont typiquement produites par précipitation contrôlée du métal à partir d'une solution aqueuse d'un sel d'or. Cela permet de régler précisément leur taille, et donc leurs propriétés, ce qui est crucial pour la plupart des applications. Les microréacteurs en continu, dans lesquels le mélange de la solution de sel avec celle contenant l'agent réducteur est optimal, permettent un contrôle accru de la réaction, et donc de la taille des NPs. Malgré tout, même dans cas, la synthèse de NPs de très petite taille nécessite d'utiliser des agents réducteurs très puissants qui sont souvent nocifs pour l'Homme et pour l'Environnement. Nous proposons de limiter leur impact et de développer un procédé de fabrication plus parcimonieux en insérant dans le micro-réacteur une cellule d'électrolyse afin de synthétiser in-situ la juste quantité d'agent réducteur nécessaire à la réaction.
Votre mission consistera à tester et adapter une (ou des) cellule(s) d'électrolyse en continu pour la synthèse de NPs d'or. Pour cela, vous devrez identifier différents systèmes réactionnels et types de cellules adaptés. Vous pourrez également tester différents agents de surface qui permettent de stabiliser ces NPs tout en leur conférant des propriétés chimiques intéressantes sur le plan biologique. Tout au long de ce travail, vous veillerez à maintenir les bonnes caractéristiques des NPs (taille, propriétés chimiques de surface, propriétés optiques, etc.) en fonction de l'application visée.
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Gold nanoparticles (AuNPs) possess unique electronic, photonic, and chemical properties of invaluable interest in a variety of medical and technological applications. They are typically produced by controlled chemical precipitation from a salt solution to achieve the precise size control critical for most applications. Continuous flow microreactors, which efficiently mix the salt solution and the reducing agent, are known to offer improved size control. However, even in these reactors, the smallest AuNPs can only be formed using powerful reducing agents that are harmful to human health or the environment. We propose to minimize their impact and to develop a more resource-efficient process by inserting an electrochemical cell into the reactor to form the reducing agent in-situ in the adjusted amount necessary to produce the desired AuNPs.
Your goal will be to test and adapt continuous-flow electrochemical cells for the synthesis of AuNPs, exploring various electrochemical reactions and cell designs. You will also explore the use of several capping agents of biological interest. A careful examination of AuNPs characteristics (size, interfacial and optical properties, etc.) will guide you in this research.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Plateformes Technologiques (LETI)
Service : Service des procédés de Dépôts
Laboratoire : Laboratoire
Date de début souhaitée : 01-09-2026
Ecole doctorale : Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)
Directeur de thèse : ROUPIOZ Yoann
Organisme : CNRS
Laboratoire : DRF/IRIG/SyMMES/CREAB

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Plateformes Technologiques (LETI)
Service : Service des procédés de Dépôts

Master 2 matériaux ou chimie/électrochimie