Avis de soutenance 5 Décembre 2025 - Mme Samantha Ross ROQUE « Nanostructures plasmoniques suspendues aux interfaces eau/hydrophobe : vers une dynamique SERS à molécule unique »
L’École Doctorale 548 « Mer et Sciences » a le plaisir de vous informer que
Madame Samantha Ross ROQUE
Doctorante au laboratoire IM2NP - UMR CNRS 7334
rattachée à l’École Doctorale 548 « Mer & Sciences » de l’université de Toulon (France)
soutiendra sa thèse en vue de l’obtention du Grade de Docteur
sous la direction de
M. Jean-Christophe VALMALETTE, Professeur des universités, Université de Toulon (France)
Discipline Chimie
Spécialité : Chimie des Matériaux
sur le thème
« Nanostructures plasmoniques suspendues aux interfaces eau/hydrophobe :
vers une dynamique SERS à molécule unique »
Vendredi 05 décembre 2025 à 13h30
A l’Université Paris-Cité 45 rue des Saints-Pères - 75006 Paris
Campus Saint-Germain-des-Prés - Salle Leduc.
Devant un jury composé de
Mme Mona TREGUER-DELAPIERRE, Professeure des universités, Université de Bordeaux (France), Rapportrice
M. Éric FINOT, Professeur des universités, Université de Bourgogne (France), Rapporteur
Mme Andrea CAMPOS, Docteure- Ingénieure de Recherche CNRS, Aix-Marseille Université (France), Examinatrice
M. Aleix GUELL, Professeur titulaire, École Polytechnique Palaiseau (France), Examinateur
Mme Emmanuelle LACAZE, Directrice de Recherche CNRS, Sorbonne Université (France), Examinatrice
M. Marc LAMY de la CHAPELLE, Professeur des universités, Le Mans Université (France), Examinateur
Mme Claire MANGENEY, Professeure des universités, Université Paris Cité (France), Examinatrice
M. Jean-Christophe VALMALETTE, Professeur des universités, Université de Toulon (France), Directeur de thèse
Résumé :
Cette étude explore les propriétés de l'interface eau/hydrophobe (WHI) à l'aide d'ions argent comme sonde. Pour la première fois dans ce système, nous avons observé un transfert de charge à cette interface conduisant à la formation d'un film composé de nanoparticules d'argent (AgNPs) hautement monodispersées sans ajout d'agents réducteurs ou de tensioactifs. La présence d'une couche d'argent amorphe métastable et d'argent non fcc à l'interface est suggérée comme état préliminaire à la formation des AgNPs. Enfin, la compréhension de la nature de la WHI permet de se rapprocher de la résolution de questions scientifiques fondamentales sous-jacentes aux organismes vivants. De plus, cela fournit une méthode simple pour produire des substrats de haute pureté et à haute densité de points chauds pour la spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS), permettant la détection en temps réel de molécules individuelles dans l'air et dans l'eau en quelques millisecondes. Des signaux inattendus ont été observés, laissant supposer la formation de molécules prébiotiques résultant de l'interaction entre la lumière, l'eau et l'air, amplifiée par la résonance plasmonique de surface localisée (LSPR).
Mot clés : Nanoparticules d'argent, SERS, Interface eau/hydrophobe.
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Free-standing plasmonic nanostructures from water/hydrophobic interface:
towards single-molecule SERS dynamics
Abstract :
This explores the water/hydrophobic interface (WHI) properties using silver ions as a probe. For the first time in this system, we observed a charge transfer at the WHI acting as a “thin layer reactor” (TLR) leading to the formation of a film composed of highly monodispersed silver nanoparticles (AgNPs) without added reducing agents or surfactants. The presence of a metastable amorphous silver layer and non-fcc silver at the interface are suggested as pre-states in the formation of AgNPs. Finally, understanding the nature of the WHI allows to be a step closer to addressing fundamental scientific questions underlying in living organisms. Moreover, it provides a straightforward method to produce high-purity and high hotspot density substrates for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS), achieving real-time single molecule detection in air and in water in a few ms. Unexpected signals were observed, hypothesizing the formation of pre-biotic molecules resulting from the interaction between light, water, air enhanced by localized surface plasmon resonance (LSPR).
Keywords: Silver nanoparticles, SERS, Water/hydrophobic interface