Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
L’objectif de ce postDoc est la caractérisation et compréhension du phénomène de croissance cristalline de couches de carbon sur nanoparticules, et ce dans des conditions représentatives d’une flamme laminaire. Pour cela, des simulations par dynamique moléculaire seront effectuées afin de déterminer la compétition entre absorption physique des hydrocarbures aromatiques polycycliques et de croissance chimique en surface d’espèces C1-C4. Les conditions thermodynamiques initiales seront définies à partir de résultats de simulations CFD obtenus pour des flammes etudiées au laboratoire EM2C.

Activités :
Les différentes tâches sont :
• Analyse de la littérature scientifique.
• Introduction à la méthode de simulation par dynamique moléculaire
• Simulation d’une particule de TiO2.
• Identification des mécanismes principaux de croissance des couches de carbon.
• Études paramétriques des conditions locales afin d’établir des lois macroscopiques à intégrer dans les codes CFD.

Contexte de travail :
La création de nouveaux matériaux à partir d’oxydes métalliques, tels que le dioxyde de titane (TiO2), constitue un marché en croissance avec des applications dans les secteurs du transport, de la construction, de l'énergie et des communications. En particulier, les nanoparticules (NP) cœur-coquille d'oxyde métallique (MO) revêtues de carbone (MO@C), sont d'un intérêt considérable pour leur efficacité photo-catalytique et leurs propriétés de stockage d'énergie en combinant les avantages des oxydes métalliques (bonne activité photocatalytique UV, faible coût) avec ceux du carbon (séparation améliorée des porteurs de charge, faible résistance au transfert de charge). Par exemple, les nanoparticules de TiO2 sont largement utilisées comme photocatalyseurs. Pour le TiO2, l'activité de photodégradation n'est observée que dans le domaine de l'ultraviolet, c'est-à-dire pour environ 5 % seulement de l'énergie solaire totale. Une couche de carbone peut alors être ajoutée à la particule pour activer le photocatalyseur sous la lumière visible, soit ≈ 46% de l'énergie solaire totale. Cependant, la présence de l'enveloppe de carbone doit être optimisée, car une couche de carbone trop épaisse peut bloquer la lumière et empêcher le réactif d'accéder au cœur de l'oxyde métallique, réduisant ainsi de façon drastique l'effet photocatalytique. Ainsi, notre capacité à utiliser des flammes pour la fabrication de MO@C avec des caractéristiques bien définies (morphologie, structure cristalline, taille du cœur d'oxyde métallique, épaisseur de la couche d'enveloppe de carbone) est la clé de l'accès à des technologies de pointe. Ce travail participera à l’effort de l'équipe ‘Physiques de transferts’ du laboratoire EM2C dans le développement d’une stratégie numérique pour la prédiction de la production de particules MO@C via des flammes pour la création des matériaux innovants.

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
Les candidats à un poste de postdoctorant doivent être titulaires d'un doctorat dans les domaines de l'énergie/nano-matériaux/chimie. Le poste requiert :
- De solides compétences en thermodynamique, en chimie et/ou en nanomatériaux.
- De solides compétences numériques en nanomatériaux/chimie.
- Une expérience préalable en dynamique moléculaire sera un plus.
- Bonnes aptitudes à la communication orale et écrite en anglais pour rédiger des rapports, faire des présentations lors de congrès et rédiger des articles pour des revues scientifiques.
Contraintes et risques :