Krishmitha KULAKRISHNA
Spécialité : Chimie – Sciences des matériaux
Laboratoire : LSPM
Directeur de thèse : Frédéric Schoenstein
Co-encadrant : Virgile Trannoy
Titre de la thèse : Elaboration de nanocomposites Bismuth-Lanthanides multifonctionnels pour des applications en thermométrie de luminescence dans le domaine du proche infrarouge.
Comment mesurer la température au cœur des tissus biologiques grâce à la lumière ?
La thermométrie par luminescence consiste à déterminer la température d’un matériau à distance. Cette approche permet d’envisager le développement de sondes nanométriques capables de mesurer localement la température. L’utilisation du proche infrarouge (NIR), qui pénètre profondément dans les tissus biologique, est particulièrement intéressante pour de futures applications biomédicales.
Ce projet porte ainsi sur l’élaboration de nanoparticules multifonctionnelles à base de bismuth dopés aux lanthanides. Ces matériaux présentent plusieurs atouts : faible toxicité, coût modéré, bande interdite ajustable et bonne compatibilité des rayons ioniques Bi3+ et Ln3+. Cependant, leurs performances restent limitées par la faible efficacité d’émission dans le NIR, le contrôle des propriétés structurales et la compréhension des mécanismes de transfert d’énergie.
L’objectif de la thèse sera de comprendre et d’optimiser la composition, la structure et les propriétés optiques de ces nanomatériaux afin de développer une nouvelle famille de nanothermomètres sensibles et fiables. Nous visons l’élaboration de nanomatériaux fonctionnant dans le NIR, aussi bien pour l’absorption que pour l’émission, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en thermométrie et en imagerie biomédicale.
Thesis title : Development of multifunctional bismuth-lanthanide nanocomposites for near-infrared luminescence thermometry applications
How can temperature deep within biological tissues be measured using light?
Luminescence thermometry consists of remotely determining the temperature of a material. This approach opens the way to the development of nanoscale probes capable of measuring temperature locally. The use of near-infrared (NIR) light, which can penetrate deeply into biological tissues, is particularly attractive for future biomedical applications.
This project focuses on the development of multifunctional bismuth-based nanoparticles doped with lanthanide ions. These materials offer several advantages, including low toxicity, moderate cost, a tuneable band gap, and good compatibility between the ionic radii of Bi3+ and Ln3+ ions. However, their performance remains limited by the low emission efficiency in the NIR region, the challenges associated with controlling their structural properties, and the incomplete understanding of energy-transfer mechanisms.
The aim of this PhD project is to understand and optimize the composition, structure, and optical properties of these nanomaterials in order to develop a new family of sensitive and reliable nanothermometers. We aim to design nanomaterials operating in the NIR, both for excitation and emission, thereby opening new perspectives for luminescence thermometry and biomedical imaging.
Contactez-nous !
Campus de Villetaneuse
@univ_SPN