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Intitulé du poste : Post-doc SAXS/SANS dynamique de l'eau
Ville : Bagnols-sur-Cèze (30)
Laboratoire/Institut : ICSM
Description du poste :

Titre

Etude de la couche interfaciale et de l'anisotropie de la dynamique de l'eau au seinde solutions aqueuses confinées dans des matériaux modèles à base de silice

Sujet

La compréhension et la prédiction du comportement macroscopique des matériaux nanoporeux en solutions aqueuses dans les domaines de la géochimie, du médical, de la construction, de l'environnement, du traitement des effluents, de la catalyse, et du nucléaire, nécessitent l'utilisation de la modélisation géochimique. Cette modélisation est souvent réalisée avec des outils informatiques(PHREEQC, JChess…) qui tiennent tient compte de concepts thermodynamiques et de lois obtenus àpartir de mesures effectuées en milieu dilué (concentration en ions dissous, pH, cinétique et constantes thermodynamiques…). Ces matériaux nanoporeux qui peuvent être des matériaux cimentaires, des géopolymères, des biomatériaux, des membranes, des produits de corrosion, desmatériaux argileux, les minéraux secondaires…constituent tous un ensemble de milieux confinés dequelques nanomètres remplis complétement ou partiellement d’eau et d’ions dans lesquels la validitéde ces concepts et de ces lois n’est pas démontrée. Cette validation est d’autant plus importante que des processus se produisant dans leur nanoporosité comme la sorption d’ions, la précipitation dephase, la dissolution et la recondensation, la diffusion diffèrent de ceux se produisant avec un matériaudense en solution aqueuse et sont à l’origine de leurs propriétés macroscopiques. En confinement (milieu de taille inférieure à 5 nm) et en présence d'ions, le comportement de l'eau est modifié par les fortes interactions survenant entre les surfaces des pores et les ions structurant l'eau et ralentissant sa dynamique / son transport de l'échelle nanométrique à l’échelle macroscopique. Ces effets peuvent avoir des conséquences importantes sur les réactions chimiques puisqu’elles sont pilotées par une couche interfaciale. Cette zone située entre le solide et le liquide au sein duquel les propriétés de la solution dévient de celle du « bulk » et souvent décrite par le modelde double couche électrique ou de Poisson- Boltzmann, peut être fortement modifiée si la solution es tnanoconfinée. Ainsi, il est essentiel de caractériser à la fois cette couche interfaciale et l’évolution despores du matériau au contact de la solution pour in fine valider ou invalider les concepts thermodynamiques et les lois cinétiques utiliser pour la modélisation prédictive. Ainsi, l’objectif du projet proposé est d’étudier la couche interfaciale et l’anisotropie de la dynamique de l’eau au sein de solutions aqueuses confinées dans des matériaux modèles à base desilice.

Le stage post-doctoral se déroulera en plusieurs phases. Durant la première phase, les systèmes modèles à base de nanocylindres de silice orientés seront préparés et caractérisés. Ensuite, les systèmes modèles remplis d’eau et d’ions seront analysés par SAXS et SANS afin de déterminer les profils de densité électronique au sein des nanocylindres. En parallèle, la dynamique de l’eau à l’échelle de la picoseconde dans ses milieux confinés remplis d’électrolytes sera caractérisée par QENS. Pour
effectuer ce travail, plusieurs demandes de temps de faisceau seront proposées sur différents diffractomètre et spectromètres à temps de vol.

Profil du candidat
Le jeune docteur devra présenter une autonomie expérimentale tant au niveau de l’élaboration des matériaux que de la caractérisation des systèmes. Une bonne connaissance des techniques de diffusion est nécessaire (a minima le SAXS). Ensuite, cette étude est une étude fondamentale qui nécessite de la curiosité, à la fois pour réaliser un travail bibliographique, mais aussi pour communiquer avec les différents collaborateurs. Enfin, de bonnes aptitudes rédactionnelles sont indispensables afin de valoriser ce travail.

Intérêt pour le candidat
L’ICSM est un institut dynamique, dans lequel le jeune chercheur pourra travailler avec des spécialistes reconnus mondialement dans leur domaine scientifique et/ou certaines techniques (modélisation atomistique, SAXS, diffraction et réflectivité des rayons X, microscopie environnementale…). En plus d’acquérir de nouvelles compétences scientifiques ou bien d’améliorer celles déjà existantes, le jeune chercheur pourra aussi développer ses contacts via le projet lui-même, sa participation à des
séminaires (internes et externes) et des conférences (nationales et internationales) ainsi que des formations.

Durée du contrat : CDD 1 an (statut CEA)
Date de prise de fonction : le plus tôt possible
Personne à contacter : Diane Rébiscoul
Téléphone : 04 66 33 93 30
Email : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.