Synthèse, caractérisation et mise en œuvre d’aérogels catalytiques bio-sourcés

Le laboratoire Chimie et Biologie des Métaux mène des recherchers à l'interface de la chimie et de la biologie portant sur l'étude de la structure, de l'activité et de la régulation des systèmes biologiques complexes transportant et utilisant des ions métalliques ainsi que sur l’exploitation de ces connaissances pour élaborer des systèmes bio inspirés possédant des structures et des fonctions similaires.

Dans ce contexte, l'équipe de Chimie Bioinorganique pour l'Environment (BioCE) développe une approche bottom-up du catalyseur moléculaire aux (bio)matériaux fonctionnalisés pour le développement de processus catalytiques durables et bio-inspirés. Notre activité scientifique s'inscrit dans la chimie bioinorganique mêlant expertise en synthèse organique, synthèse inorganique, spectroscopie physique et chimie analytique, afin de développer de nouvelles approches sur la catalyse bioinspirée. Le cœur du projet de l'équipe repose alors sur la conception de complexes inorganiques discrets, de catalyseurs inspirés de la structure des sites actifs des métalloenzymes (comme HAP dioxygénases, N2O réductase) et la catalyse ciblée s'étend des oxydations énantiosélectives à l'activation de petites molécules. Désormais, nous nous tournons vers la catalyse hétérogène et la biologie synthétique pour une économie circulaire dans le domaine de l'environnement, de la santé et de l'énergie, afin de synthétiser des médicaments chiraux, d'utiliser des processus catalytiques durables et de développer une nouvelle catalyse pour l'énergie (conversion du CO2, réduction de l'O2).

Contexte et Résumé du projet :
Face à l'urgence climatique, la transformation du CO2 en molécules à haute valeur ajoutée est un défi scientifique majeur. Ce projet, proposé dans le cadre du programme DéfiCO2 de l'Université Grenoble Alpes (UGA), propose une approche circulaire innovante : concevoir des catalyseurs hétérogènes biosourcés, hautement actifs et réutilisables, capables à la fois de concentrer le CO2 et de le convertir en carbonates cycliques dans des conditions douces.

Pour y parvenir, des billes d'aérogel seront synthétisées à partir de polysaccharides marins, puis fonctionnalisées avec des complexes inorganiques spécifiques. Ces complexes serviront soit à capturer le CO2 (complexes de Zn ou de Ni), soit à catalyser son addition sur un époxyde (complexes de Co).

Vos missions opérationnelles :
Pleinement intégré(e) à l’équipe de recherche, vous participerez activement aux étapes clés du projet :

Synthèse chimique : Réalisation de certaines étapes de synthèse des complexes inorganiques (Zn, Ni, Co).

Ingénierie des matériaux : Mise au point du protocole de greffage des complexes sur les matrices d'aérogels de polysaccharides.

Évaluation catalytique : Suivi et étude de la réaction de carbonatation en phase gazeuse, puis analyse des performances.

Intérêts pédagogiques et compétences visées :
Ce stage interdisciplinaire, au croisement de la chimie inorganique, de la science des polymères et de la catalyse hétérogène, vous permettra d'acquérir une expertise solide en :

Synthèse organique/inorganique et fonctionnalisation de biopolymères.

Mise en forme de matériaux poreux avancés (aérogels).

Techniques de catalyse supportée et caractérisation de matériaux.

Analyse rigoureuse de données expérimentales complexes.

Conditions de stage :

Financement : L'octroi de ce stage et son financement sont soumis à l'approbation définitive du projet par le programme DéfiCO2 de l'UGA.

Profil recherché :

Formation : Étudiant(e) en Master 2, avec une spécialisation forte en chimie moléculaire, chimie des matériaux ou catalyse.

Savoir-être : Vous êtes un(e) aspirant(e) chimiste naturellement curieux(se), passionné(e) par la transition écologique et la recherche de pointe.

Savoir-faire : Vous possédez un goût prononcé pour le travail expérimental soigné, la précision en laboratoire et l'analyse de données. Votre aisance relationnelle vous permet de vous épanouir au sein d'un projet multidisciplinaire en équipe.