Thèse soutenue

Mesure de température sans contact, en temps réel et à l’échelle cellulaire, par photoluminescence de nanoparticules de sulfure d’argent
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Auteur / Autrice : Lise Abiven
Direction : Corinne ChanéacFlorence Gazeau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
Date : Soutenance le 14/02/2022
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie de la matière condensée de Paris (1997-....)
Jury : Président / Présidente : Stéphane Roux
Examinateurs / Examinatrices : Luis António Ferreira Martins Dias Carlos, Thomas Pons, Bruno Viana
Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Mangeney, Hélène Brault

Résumé

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Nous avons développé une nanosonde de température basée sur la photoluminescence du sulfure d’argent. La mesure de température locale repose sur la dépendance du spectre d’émission du nanothermomètre à sa température de cœur. Tout d’abord, nous avons développé une méthode de production de nanocristal semiconducteur d’Ag2S à faible impact environnemental. Les nanoparticules sont formées directement dans l’eau sous l’effet d’un court chauffage micro-ondes (5min). Nos matériaux sont « prêts à l’emploi », en une seule étape, grâce à l’utilisation d’un surfactant biocompatible et hydrophile. Le nanothermomètre optimisé dans ce travail (par rapport au rendement quantique et à la sensibilité thermique relative) a, ensuite, été utilisé pour mesurer, en temps réel, la température locale au voisinage de nanoparticules de maghémites (y-Fe2O3) en milieux aqueux et cellulaire, au cours d’un programme d’excitation optique et magnétique. Notre étude montre que la température à la surface des sources de chaleur est 30°C plus élevée que la température globale mesurée en suspension aqueuse. Enfin, dans ce travail, une place centrale a été accordée à la métrologie de la mesure de température grâce aux nanosondes Ag2S. En effet, le signal de photoluminescence exploité pour la nanothermométrie est caractéristique de la température, mais il dépend aussi de l’épaisseur et des propriétés optiques du milieu traversé par les photons. Nous proposons une méthode originale de traitement des données, permettant de prendre en compte l’interaction lumière-matière, pour un accès fiable à une résolution en température au sein du vivant, grâce au signal de photoluminescence des nanoparticules de sulfure d’argent.