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 Résumé : La technologie microfluidique a permis de revisiter les processus d'émulsification et offre désormais un outil efficace pour produire des gouttelettes d'émulsion calibrées. De plus, la capacité d'encapsuler divers composants, d'ajouter des étapes de transformation de la composition des gouttelettes a ouvert une nouvelle voie pour créer des microsphères fonctionnelles. Ces microsphères sont bien adaptées pour des applications dans le domaine des sciences de la vie où un contrôle précis de leurs caractéristiques, telles que la taille ou les propriétés de surface, est requis. Le laboratoire a développé de nouveaux systèmes microfluidiques permettant la production en masse de gouttelettes d'émulsion monodisperses et d'une taille de quelques micromètres, impossible à obtenir par des méthodes conventionnelles. Le procédé d'émulsification est gouverné par la géométrie des microcannaux,  néanmoins, les mécanismes physicochimiques impliqués lors de la parallélisation du procédé restent encore à être explorés. De plus, la possibilité de créer de telles émulsions modèles ouvrent la voie vers un champ d'investigations des processus de déstabilisation sous différentes contraintes, mécaniques ou bien thermodynamiques, mais aussi lors du transport d'un des solvants entre gouttes ou bien vers l'atmosphère.

Profil : Nous recherchons un candidat ayant un fort intérêt et de l'expérience en microfluidique, mécanique des fluides et physico-chimie de la science des colloïdes. Mis à part une réelle motivation pour mener à bien des expériences en physicochimie, mariant formulation et mesures physiques, une aptitude à analyser et à rationaliser  les phénomènes mis en jeu à partir de modèles mathématiques simplifiés est recherchée.  Outre l'apprentissage approfondi de notions en science des émulsions, l'étudiant acquerra ou consolidera des compétences dans les techniques de caractérisation physico-chimique et mécanique, comme la tensiométrie ou la rhéologie, dans le traitement d'images mais aussi dans la conception et la microfabrication de microsystèmes, de la technique de lithographie douce à celle d'impression 3D.

Candidature : envoyez  un CV détaillé, avec références (coordonnées des personnes) et une lettre de motivation à Nicolas Bremond (nicolas.bremond@espci.fr).

Context

Microbial communities are an essential component of ecosystems, and in soils they can provide the nutrients necessary for plant growth, or even protect them against phytopathogens. The idea of bringing external microorganisms to a soil to promote crop growth is attractive, but still struggles to become an economic reality.

Objectives

The question is how exogenous microorganisms are tolerated or not by a soil microbiota, and if it is possible to predict this response. For this, we will use millifluidic technologies developed in the laboratory to probe the response of different agricultural soils. In parallel, the recent ability to form model communities in the laboratory [Goldford 2018] will allow us to directly study the equilibrium mechanisms of microbial communities, complementing metagenomic analysis [Machado 2021].

In addition to the fundamental understanding of microbial community equilibrium, the ultimate goal would be to develop decision support tools for the farmer, to know if a type of soil is permissive to plant pathogens or not, and what dose of microorganisms to bring in to improve crop yield.

The project is supported and funded by the IPGG.
 

Goldford, J.E., Lu, N., Bajić, D., Estrela, S., Tikhonov, M., Sanchez-Gorostiaga, A., Segrè, D., Mehta, P., and Sanchez, A. (2018). Emergent simplicity in microbial community assembly. Science 361, 469–474.

Machado, D., Maistrenko, O.M., Andrejev, S., Kim, Y., Bork, P., Patil, K.R., and Patil, K.R. (2021). Polarization of microbial communities between competitive and cooperative metabolism. Nat. Ecol. Evol. 5, 195–203.

Profile
The subject can be approached from different angles, so we are open to various profiles (microbiology, microfluidics, analytical chemistry, bioinformatics, physics, ecology...), but a minimum level in computer programming will be required.

Contact
Applications (cover letter and cv) to be sent by e-mail to jean.baudry@espci.fr