La thématique « Capteurs » de l’ICMN a pour vocation l’étude de systèmes électrochimiques au service de la métrologie environnementale. Notre approche est axée à la fois sur le développement d’électrodes carbonées sélectives et fonctionnalisées, et sur l’étude des processus de détection de micropolluants prioritaires et émergents dans différents milieux environnementaux, tels que les sols, l’air, l’eau.
Nos activités de recherche concernent plus particulièrement :
- La conductivité intrinsèque de différentes phases carbonées (carbone vitreux, graphite, noir de carbone, graphène…), et plus particulièrement leur électroactivité de surface, associée aux processus de transfert de charges se déroulant aux interfaces électrodes fonctionnalisées/environnement, avec pour objectif de conférer au capteur électrochimique une sensibilité optimale.
- La fonctionnalisation de l’électrode réceptrice par différentes méthodes électrochimiques, comme la réduction de sels de diazonium ou l’électrodéposition de polymères à empreintes moléculaires (Molecularly Imprinted Polymer), qui permettent d’optimiser la sélectivité du capteur vis-à-vis du type de polluant visé, tels que les ions métalliques ou les résidus médicamenteux.
Schéma de la chaine de détection électrochimique impliquant le capteur, en milieu aqueux.
Schéma des différentes étapes de détection impliquant un MIP, depuis sa croissance sur électrode support, jusqu’à la détection des molécules visées.
a)
b)
c)
Images AFM de la surface d’un carbone vitreux (a), d’une surface de carbone vitreux sur laquelle un film de polymère à empreinte moléculaire a été généré dans LiClO4, 0,1M à 1,1 V pendant 600 s, emprisonnant des molécules d’intérêt biologiques (b), et de ce même film MIP après extraction électrochimiques des molécules, conduisant à l’obtention d’un film comportant l’empreinte de la molécule à détecter (c).
- La formulation d’encres conductrices pour le développement d’électrodes imprimées.
- L’étude de la réactivité aux interfaces afin d’optimiser les processus de détection des micropolluants visés.
- L’intégration d’électrodes dans les dispositifs capteurs et le développement de la procédure d’analyse associée à chaque micropolluant visé
A long terme, notre objectif est de proposer des capteurs électrochimiques in-situ, c’est-à-dire placés directement sur le site de mesure, permettant une surveillance en temps réel des milieux. Cela en garantissant un nombre d’intervention réduit sur le système et un faible coût financier. Nos travaux bénéficient des moyens de la plateforme expérimentale DECAP (Développement de Capteurs et de Procédés de dépollution) qui fait partie du programme PIVOTS regroupant 7 plateformes expérimentales en région Centre)
Pour en savoir plus :
PIVOTS | Plateformes pour la surveillance de la qualité de l’environnement (plateformes-pivots.eu)
Plateforme DECAP | Dépollution des eaux | PIVOTS (plateformes-pivots.eu)
Projets en cours :
Porteurs :
- APR-IR CAFETGRAPH : Développement de transistor à effet de champ (FET) à base de graphène pour la détection de polluants en phase liquide.
Partenaires :
- ANR MIGRASENS :Molecular IMprinted polymer/GRAphene for environmental µSENSors network
Partenaires :
