Yannick Rondelez
chercheur CNRS au laboratoire Gulliver à l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Insdustrielle de la ville de Paris

mercredi 7 février 2018
à 14h00, IEMN, Amphi. LCI.

Abstract:

Genetic polymers (DNA, RNA and analogues) and molecular programming techniques open unprecedented opportunities for the creation of molecular-scale information systems. For example, reaction networks with arbitrary topologies, build form synthetic DNA oligonucleotides can display rich non-linear behaviour. We can therefore reproduce in test tubes the fundamental dynamical systems underlying cell-scale computation, like oscillators, bistable switches, etc. In addition, molecular circuits open the route to a number of technological applications. Artificial molecular circuits can be combined with high throughput microfluidics techniques to implement highly parallel signal processing tasks in moleculo. I will discuss in particular a stochastic molecular optimisation technique addressing the challenge of protein design, as well as diagnostic applications.

Biographie:

Yannick Rondelez est actuellement chercheur au CNRS au laboratoire Gulliver (UMR 7083), à l’ESPCI. Après une formation académique en Physico Chimie à l’Ecole Normale supérieure de Cachan, il fait une thèse sur les modèles synthétiques de métallo-enzymes avant de partir au Japon pour un post-doc centré sur la biophysique (étude des protéines-moteurs). De retour en France, il travaille dans le consulting (créativité et heuristique) avant d’être embauché au CNRS, d’abord au Japon (LIMMS). En 2016, il déménage son groupe à l’ESPCI et développe un projet de recherche sur l’information au niveau moléculaire et la manière dont on peut rationnellement assembler des composants chimiques simples pour obtenir des systèmes dynamiques complexes.

Contact :
Yannick Dusch, Dr.
Maître de Conférences / Associate Professor
Tél. 03 20 19 18 16

Très prisée dans le domaine biomédical, la microfluidique consiste à manipuler de très faibles volumes de liquides. Si les mélanges restent une opération complexe à ces échelles, ils peuvent être réalisés à l’aide d’ondes acoustiques de surface. Ces ondes, d’une fréquence de l’ordre du mégahertz, transfèrent graduellement leur quantité de mouvement au fluide, qui s’agite alors avec une formation de microtourbillons. Des chercheurs de l’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN, CNRS/Université Lille 1/ISEN Lille/Université Valenciennes/UVHC/École Centrale Lille), du laboratoire Matière et systèmes complexes (MSC, CNRS/Université Paris Diderot) et de l’Institut des nanosciences de Paris (INSP, CNRS/UPMC) ont mis en évidence des topologies particulières de tourbillons, issues d’un phénomène apparenté à une galerie des murmures. Dans cette curiosité architecturale, un son peut être perçu sur de longues distances en raison de sa focalisation le long de voûtes. Deux personnes peuvent ainsi discuter à voix basse de chaque côté de certaines coupoles.

Ici, des calculs numériques ont dévoilé la focalisation d’un groupe d’ondes qui se propagent sur des orbites périodiques le long de la surface de la goutte. Elles sont en effet entièrement réfléchies quand elles atteignent le bord intérieur de la goutte, soit l’interface entre l’air et le liquide, et sont guidées en boucles elliptiques. La forme de calotte sphérique de la goutte, façonnée par sa tension de surface, est à l’origine de cette concentration des ondes sur trois «?caustiques?», qui sont des sortes de lignes focales. Cette disposition très hétérogène du champ acoustique force l’écoulement interne à adopter une structure particulière, constituée d’une ou deux paires de tourbillons. Ce sont eux qui permettent un mélange efficace au sein de la goutte.

Galerie des murmures dans une gouttelette. (A-B) trajectoire des rayons acoustiques guidés par la surface de la goutte. (C) Simulation des courants acoustiques générés par les galeries des murmures. (© IEMN – MSC – INSP)

Références :
On the influence of viscosity and caustics on acoustic streaming in sessile droplets: an experimental and a numerical study with a cost-effective method
A. Riaud, M. Baudoin, O. Bou Matar, J.-L. Thomas & P. Brunet,
Journal of Fluid Mechanics (juillet 2017)
DOI: https://doi.org/10.1017/jfm.2017.178

Contact chercheur :
Antoine Riaud

Contact communication INSIS :
insis.communication@cnrs.fr

Elvio Carlino, Head of TEM laboratory, a part of the Centre for Electron Microscopy (CEM) of IOM-CNR

Elvio Carlino
Italian National Research Council  Trieste/Lecce, Italy

Novembrer 16 th 2017 -11 h – LCI Salle du Conseil

Abstract :

Transmission Electron Microscopy (TEM) is widely used to study the properties of the matter at the highest spatial resolution. There is a wide literature that reports on the study of single nanoparticles of inorganic material showing how fundamental subtle physical effects can be understood by TEM experiments. High Resolution TEM (HRTEM) enables to directly access the structural properties of individual particles correlating the structure, the crystal perfection, or the presence of defects, to the their behavior enabling the development of new powerful materials for a huge variety of applications. The study of single particles enables to distinguish in a batch of nanoparticles the differences between them and the relevant influence on macroscopic behavior of the material. In the case of radiation sensitive material, like biologic material or nano-crystalline salt drugs, standard HRTEM approaches on single particles could fail due to the damage induced by the high-energy electrons on the specimen. Here will be shown how HRTEM imaging on pristine radiation sensitive single nano clusters can indeed be obtained, enabling to directly image the crystalline properties of soft matter and biologic nanoparticles that was believed not possible to study by atomic resolution TEM.

Jing Li

Jing Li
Institut Néel, CNRS and Grenoble Alpes University
Equipe : Théorie de la matière condensée
Tuesday, October 24th 11.30 am/ Salle du conseil LCI

Abstract :
The description of the electronic and optical properties of complex supramolecular systems such as
those of interest in organic electronics represents a severe challenge for first principles techniques,
owing to the large molecular dimensions and to the ubiquitous presence of disorder. We will report
on our original hybrid QM/MM scheme merging many-body perturbation theory (GW formalism
and Bethe-Salpeter equation) with accurate classical polarizable models of atomistic resolution. Our
results for bulk pentacene prove that the gap is insensitive to the partitioning of molecules in QM
and MM subsystems, as a result of the mutual compensation of quantum and classical
polarizabilities, clarifying the relation between polarization energy and charge delocalization. Our
embedded GW calculations, are capable to accurately describe ionization energies and electron
affinities at crystal surfaces of penatcene and perfluoropentacene from first principles.

The electronic and optical properties of the paradigmatic F4TCNQ-doped pentacene in the lowdoping
limit are investigated by a combination of state-of-the-art GW and Berthe-Salpeter manybody
ab initio methods accounting for environmental screening effects, and a carefully
parametrized model Hamiltonian. We demonstrate that while the acceptor level lies very deep in the
gap, the inclusion of electron-hole interactions strongly stabilizes dopant-semiconductor charge
transfer states and, together with spin statistics and structural relaxation effects, rationalize the
possibility for room-temperature dopant ionization. Our findings reconcile available experimental
data, shedding light on the partial vs. full charge transfer scenario discussed in the literature, and
question the relevance of the standard classification in shallow or deep impurity levels prevailing
for inorganic semiconductors.

References :
J. Li, G. D’Avino, I. Duchemin, D. Beljonne, X. Blase, J. Phys. Chem. Lett. 7, 2814 (2016)
J. Li, G. D’Avino, A. Pershin, D. Jacquemin , I. Duchemin, D. Beljonne, X. Blase, Phys. Rev.
Materials, 1, 025602 (2017)