Thèse Nanothermométrie Multipoint In Situ par Résonance Paramagnétique Électronique Nanomir H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : Sciences Chimiques Balard Laboratoire de recherche : ICGM - Institut Charles Gerhardt de Montpellier Direction de la thèse : Joulia LARIONOVA ORCID 0000000232799158 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-29T23:59:59 Contexte :
La nanothermométrie, qui vise à mesurer la température avec une haute précision à l'échelle nanométrique, est un défi scientifique et technique majeur. Bien que des outils existent (comme la luminescence1, ou les réactions catalytiques2 ou d'homolyse3 sensibles à la température), ils ne permettent pas de mesurer simultanément les gradients thermiques au sein et autour des nanoparticules, limitant ainsi la compréhension des mécanismes de transport de chaleur. Pourtant, cette capacité est indispensable pour étudier les « points chauds », ces élévations ultra-localisées de température générées sous stimulation externe (lumière, champ magnétique, etc.). Ces phénomènes, cruciaux pour des applications en biologie et médecine4, catalyse2 ou polymérisation5, restent mal caractérisés en raison de l'absence de méthodes capables de cartographier les variations de température en plusieurs points à l'échelle nanométrique.

Objectifs :
Cette thèse a pour ambition de développer une méthode innovante de nanothermométrie multipoint par Résonance Paramagnétique Électronique (RPE). Elle vise à mesurer in situ et avec une résolution nanométrique les gradients thermiques au coeur des nanoparticules, à leur interface et dans leur environnement proche, en exploitant plusieurs sondes RPE distinctes, positionnées de manière stratégique. Le projet reposera sur la synthèse de nanomatériaux fonctionnels (nanoparticules1 Fe3O4@SiO2 intégrant ces sondes) et des mesures physiques avancées sous irradiation laser. L'enjeu sera de lever les verrous technologiques actuels en matière de précision et de résolution, tout en élucidant les mécanismes de transport de chaleur à l'échelle nanométrique. Ces travaux permettront une étude rigoureuse des « points chauds » et ouvriront des perspectives pour des applications en biologie, médecine, catalyse ou polymérisation.
Contexte :
La nanothermométrie, qui vise à mesurer la température avec une haute précision à l'échelle nanométrique, est un défi scientifique et technique majeur. Bien que des outils existent (comme la luminescence1, ou les réactions catalytiques2 ou d'homolyse3 sensibles à la température), ils ne permettent pas de mesurer simultanément les gradients thermiques au sein et autour des nanoparticules, limitant ainsi la compréhension des mécanismes de transport de chaleur. Pourtant, cette capacité est indispensable pour étudier les « points chauds », ces élévations ultra-localisées de température générées sous stimulation externe (lumière, champ magnétique, etc.). Ces phénomènes, cruciaux pour des applications en biologie et médecine4, catalyse2 ou polymérisation5, restent mal caractérisés en raison de l'absence de méthodes capables de cartographier les variations de température en plusieurs points à l'échelle nanométrique. Objectifs :
Cette thèse a pour ambition de développer une méthode innovante de nanothermométrie multipoint par Résonance Paramagnétique Électronique (RPE). Elle vise à mesurer in situ et avec une résolution nanométrique les gradients thermiques au coeur des nanoparticules, à leur interface et dans leur environnement proche, en exploitant plusieurs sondes RPE distinctes, positionnées de manière stratégique. Le projet reposera sur la synthèse de nanomatériaux fonctionnels (nanoparticules1 Fe3O4@SiO2 intégrant ces sondes) et des mesures physiques avancées sous irradiation laser. L'enjeu sera de lever les verrous technologiques actuels en matière de précision et de résolution, tout en élucidant les mécanismes de transport de chaleur à l'échelle nanométrique. Ces travaux permettront une étude rigoureuse des « points chauds » et ouvriront des perspectives pour des applications en biologie, médecine, catalyse ou polymérisation.