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| Voltammétrie par échantillonnage sur réseau d'électrodes pour la détection de traces d'éléments métalliques (Sampled-current voltammetry on an electrode array for metallic trace elements detection in water – EASCVsens) Levanen, Gaël - (2023-07-04) / Université de Rennes - Voltammétrie par échantillonnage sur réseau d'électrodes pour la détection de traces d'éléments métalliques
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Geneste, Florence; Razan, Florence Discipline : Chimie physique, chimie théorique Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : S3M Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie Mots-clés : Electrochimie, Capteur, Métaux lourds, Photolithographie, PPF
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Résumé : Les éléments traces métalliques (ETM) sont préjudiciables pour l’homme et son environnement, notamment le cadmium, le plomb et le mercure qui sont des métaux lourds présentant de très fortes toxicités. Leurs détections sont aujourd'hui d'une grande importance, et les techniques communément utilisées, bien que très sensibles, sont chronophages, coûteuses et nécessitent un traitement en laboratoire de l’échantillon prélevé. Cette thèse présente le projet d’élaboration d’un capteur électrochimique innovant pour la détection des analytes cibles. Basé sur une technique de courant échantillonné appliquée à un réseau d’électrodes, un capteur à base de carbone photolithographié et pyrolysé a été mis en forme. Le contrôle de la taille des électrodes de travail par le biais de la gravure de l’isolant a permis l’obtention de réseaux de microélectrodes sur chacune des électrodes de travail. Des ligands ont été étudiés afin d’accroître la sensibilité et d’apporter une sélectivité vis-à-vis de chacun des ETM étudiés. Deux méthodes de fonctionnalisation permettant l’obtention de mono et de multicouches organiques ont été étudiées et comparées. Les résultats obtenus sont encourageants, notamment avec une limite de détection pour le cadmium inférieure à celle de la norme imposée à l’eau potable par l’union européenne. Abstract : Trace metal elements (TME) are harmful to humans and their environment, especially cadmium, lead, and mercury, which are heavy metals with very strong toxicity. Detecting them is of great importance nowadays, and commonly used techniques, although highly sensitive, are time-consuming, expensive, and require laboratory processing of the collected sample. This thesis presents the development project of an innovative electrochemical sensor for detecting target analytes. Based on a sampled current technique applied to an electrode array, a carbon-based sensor that was photolithographed and pyrolyzed was formed. Control over the size of the working electrodes through insulation etching allowed for the creation of a network of microelectrodes on each working electrode. Ligands were studied to increase sensitivity and provide selectivity towards each of the studied TMEs. Two functionalization methods were studied and compared to obtain mono and multilayered organic structures. The results are encouraging, particularly with a detection limit for cadmium lower than the standard imposed by the European Union for drinking water. | |||