Vers des quantum dots moins toxiques (safer-by-design) 

Les Quantum dots (QD) sont des nanocristaux semi-conducteurs possédant des propriétés optiques uniques, utilisés notamment en optoélectronique. Ils sont par exemple incorporés dans des écrans de tablettes, de téléphones portables et de téléviseurs, pour améliorer la pureté et la précision de la reproduction des couleurs. Le marché est estimé à 3,96 milliards de dollars en 2022. Cette production massive entraînera inévitablement la libération dans l'environnement de QD ou des ions toxiques qu'ils contiennent. À l'heure actuelle, les QD les plus utilisés sont à base de cadmium (Cd), classé cancérogène par le CIRC, et pour lequel l'utilisation dans les produits de consommation est désormais interdite. Depuis quelques années, plusieurs laboratoires développent de nouvelles formulations de QD, basées sur des éléments chimiques supposés être moins toxiques que le Cd, tels que l’indium (In) et le cuivre (Cu). La toxicité de ces nouveaux QD est encore mal documentée.

Le but de ce Ph.D. est de caractériser la toxicité de ces nouvelles générations de QD, ainsi que leur transformation chimique et / ou leur dissolution, tout au long de leur cycle de vie, dans le but global de développer des quantum dots plus sûrs, dits « safer-by-design ». Leur toxicité sera caractérisée par l’utilisation de tests classiques de toxicologie, visant à évaluer leur cyto- et génotoxicité, leur potentiel oxydant et inflammatoire. Des méthodes de criblage à moyen débit de leurs effets cyto- et génotoxiques seront mises au point, en utilisant la technologie High Content Analysis (HCA). Les mécanismes conduisant ces effets toxiques seront décryptés, ce qui permettra d’améliorer pas à pas la formulation de ces nouveaux QD, de façon à réduire graduellement leur toxicité tout en améliorant leurs propriétés optiques. En étroite collaboration avec des chimistes de notre institut, plusieurs générations de QD seront ainsi produites et leurs effets toxiques seront testés. Les méthodes HCA, lorsqu’elles seront optimisées, seront également appliquées aux autres nanoparticules safer-by-design produites dans les différentes études de cas du LabEx SERENADE (Safe Ecodesign et Sustainable Research and Education applied to NAnomaterial Development).

Cette thèse conduira finalement à des QD plus sûr à proposer aux industriels pour l'incorporation dans des dispositifs électroniques. Plus généralement, elle produira une bibliothèque de données toxicologiques des différentes nanoparticules « safer-by-design » développées dans le cadre du labex SERENADE, ainsi qu’une bibliothèque de méthodes HCA robustes et validées, applicables dans le domaine de la toxicologie des nanoparticules.