Titre : Etude du relargage des ions argent, dans des liquides hautement isolants, à partir des couches nanostructurées à base de nanoparticules d’argent élaborées par voie plasma

Mots clefs : plasma couches nanocomposites, nanoparticules d’argent (AgNPs), spectroscopie d’émission optique (OES), spectroscopie diélectrique, mesures courant-tension I(V), microscopie à force atomique (AFM)

Contexte : Ce travail fait suite au projet scientifique ANR BENDIS et concerne l’activité antimicrobienne des nanoparticules d’argent (AgNPs). Cette activité les rend particulièrement attractives pour la conception de nouveaux dispositifs médicaux. Elle est principalement attribuée à la libération, dans le milieu liquide (fluides corporels), des ions d’argent, qui interagissent avec des micro-organismes pour les détruire. Cependant, elle doit être contrôlée. En effet, bien que les Ag+ soient efficaces contre un large spectre de pathogènes, ils peuvent également présenter une toxicité potentielle pour les organes humains et l’environnement. La toxicité des Ag+ (leur effet biocide) est souvent considérée en termes de couple dose × temps de contact. Les avancées actuelles dans le domaine des nanotechnologies offrent la possibilité de doser la quantité des Ag+ apportée afin d’agir de manière ciblée. Toutefois, pour délivrer la juste dose aux micro-organismes à combattre et ainsi limiter les effets environnementaux après le rejet des espèces d’argent dans les effluents, il est nécessaire de disposer de méthodes fiables de mesure de la concentration des ions Ag+ relargués par les AgNPs. La compréhension de la dynamique de relargage des ions d’argent est donc essentielle pour évaluer à la fois l’efficacité et l’utilisation sans risque des couches nanocomposites à base de AgNPs comme revêtements dans des dispositifs médicaux.

Programme de travail : L’objectif principal du stage sera d’étudier le relargage des ions argent, dans des liquides hautement isolants, à partir des couches nanostructurées à base d’AgNPs élaborées par voie plasma. L’étude se déroulera en trois étapes. (1) Elle commencera par l’élaboration de couches nanostructurées par un plasma réactif couplé à la pulvérisation cathodique. Il s’agit de matériaux diélectriques (silice) avec des inclusions métalliques (AgNPs). L’efficacité de pulvérisation d’argent et la vitesse de dépôt de la matrice siliciée seront suivies par des méthodes de diagnostics basées sur des mesures électriques (tension d’autopolarisation) et optiques (par spectroscopie optique d’émission – OES) du plasma. (2) Ensuite les mesures du relargage des ions Ag+ seront réalisées par une méthode expérimentale novatrice, reposant sur la conductivité obtenue à partir des mesures de courant dans des liquides (isolants ou partiellement conducteurs). Ce dispositif développé au LAPLACE permet de mesurer des concentrations extrêmement faibles (dizaine de µM) dans des volumes de liquides réduits (quelques mL). De plus une analyse de la dynamique des processus de relargage sera effectuée. (3) Une caractérisation des propriétés morphologiques des couches nanocomposites par Microscopie à Force Atomique (AFM) permettra d’identifier l’impact de la présence des nanoparticules sur la topographie de la surface. Cette étude sera menée en deux étapes : après élaboration des nanocomposites et après évaluation du relargage des Ag+ avec l’objectif d’analyser les variations de morphologie induites par l’immersion des couches nanocomposites dans les liquides. A la fin du stage une ouverture sera proposée vers l’impact des protéines déposées sur la surface des couches nanocomposites sur le relargage des ions Ag+.

Profil recherché : Etudiant(e) en master – Plasma, Matériaux, Diélectriques, Mesures électriques

Connaissances requises : Physique des plasmas, diagnostics électriques, et diagnostic optique (OES)

Lieu du stage et conditions particulaires :

Laboratoire Plasma et Conversion d’Energie – LAPLACE, Université de Toulouse

Equipes ScIPRA et DSF

Possibilité de poursuite en thèse : inconnu pour l’instant

Responsables scientifiques :

Kremena Makasheva : kremena.makasheva@laplace.univ-tlse.fr

Laurent Boudou : laurent.boudou@laplace.univ-tlse.fr

Christina Villeneuve-Faure : christina.villeneuve@laplace.univ-tlse.fr

Candidature : candidature composée de 1) lettre de motivation, 2) CV du (de la) candidat(e)

Date limite de candidature : 01/12/2026