Institut de minéralogie et de physique des milieux condensés (IMPMC) - UMR 7590

"microscopie électronique" copyright. T. Mamberti. photothèque du CNRS

Minéralogie magnétique de basse dimensionnalité

• Nanoparticules magnétiques synthétiques ou naturelles, XMCD
• Impuretés dans les minéraux naturels et synthétiques, archéomatériaux

Equipe théorie quantique des matériaux
Equipe matériaux avancés
Equipe physique des milieux denses
Equipe minéralogie de l’intérieur de la Terre
Equipe minéralogie environnementale
Equipe géomicrobiologie
Equipe verres et minéraux
Equipe prédiction des structures protéiques
Equipe structures des assemblages macromoléculaires

Equipe mécanismes physiques de létalité et mutagénèse radioinduites

• Etude du rôle biologique des ionisations en couche interne de l’ADN
• Fragmentation de molécules d’intérêt biologique et d’agrégats

• Nos méthodes ab-initio de calcul de structure électronique permettent d’aborder la physique bidimensionnelle (graphène), celle des supraconducteurs et des semi-conducteurs. Ces nouveaux matériaux pour l’électronique de demain, fabriqués à l’institut, sont étudiés par des méthodes spectroscopiques de pointe. Des projets sont en cours en nanomagnétisme : d’une part le magnétisme des roches lié au paléomagnétisme et d’autre part le magnétisme moléculaire.
• Nous étudions les cas du ferropériclase (Mg,Fe)O et de la structure perovskite de composition (Mg,Fe)SiO3, les deux composés majeurs du manteau inférieur terrestre, afin de contraindre les transferts thermiques et la dynamique de la Terre profonde, sous conditions extrêmes.

L’eau peut adopter différents états (solide, liquide ou vapeur) et dans son état solide de très nombreuses formes. En effet, la glace présente en fonction de la température et de la pression différentes structures que nous étudions en particulier sous des conditions extrêmes.

Nous travaillons à la compréhension et à la modélisation des réactions minéraux-solution-constituants biologiques qui contrôlent les cycles (bio-)géochimiques.

Nous étudions les mécanismes impliqués dans les transformations minérales induites par des microorganismes, comme la fossilisation ou l’altération.

Les études sur la relation structure-fonction de la PhK -cible potentielle de médicaments antidiabétiques- sont actuellement en cours. Préalablement, nous avons déterminé la structure de la PhK par cryo-microscopie électronique à une résolution de 10 Å.

Nous travaillons au décryptage des informations structurales et fonctionnelles des séquences de protéines et son application à des protéines d’intérêt médical.

Nous cherchons à comprendre les mécanismes de fragmentation dans la trace d’ions lourds de systèmes biomoléculaires (constituants de l’ADN solvatés), importants dans le domaine des dommages radioinduits.

Nous avons développé une méthode simple et non-destructive pour déterminer le nombre de couches et le dopage de charge dans des flocons de graphène par spectroscopie Raman. Nous avons développé et breveté une méthode de fabrication de couches ultra-minces de quelques épaisseurs atomiques et l’avons appliquée au graphène.

Un dispositif expérimental de dichroïsme magnétique circulaire de rayons X unique au monde, a permis de mesurer à 300 mK l’ouverture du cycle d’hystérèse de nano aimants moléculaires. Cette observation peut trouver des applications pour la spintronique du futur.

James Badro est lauréat 2007 de l’ERC pour son projet, d’une durée de 5 ans, consacré à l’étude expérimentale de la Terre primitive, et plus particulièrement celle de la formation du noyau et la cristallisation de l’océan magmatique (manteau).

La glace est le principal constituant de plusieurs satellites des planètes Joviens. Leur surface est couverte d’une couche de glace d’une épaisseur d’environ 1000 km. Nos expériences sous haute pression, contribuent à étudier l’intérieur de ces objets.

Nous avons réalisé la première datation de formations latéritiques au travers des dégâts d’irradiation de la kaolinite.

Nous avons observé la préservation exceptionnelle de spores vieilles de 230 Ma du massif de la Vanoise qui ont subi un métamorphisme poussé lors de l’orogénèse alpine.

Nous avons modélisé l’ensemble de la protéine CFTR et contribué ainsi à la compréhension des mécanismes du développement de la mucoviscidose.

Nous avons déterminé la première structure d’un complexe enzymatique à faible degré de symétrie à une résolution de 9,5 Å par cryo-microscopie électronique et analyse d’images. Ce complexe, la Glutamate Synthase, régule le métabolisme de l’ammoniaque chez les bactéries et les plantes.

Une étude théorique ab initio de la formation du radical HO2 dans la trace d’ions lourds a prouvé que l’origine de ces radicaux est la double ionisation d’une molécule d’eau dont l’explosion mène à la formation d’oxygène atomique (en 10 fs).

• ED 107 - Ecole doctorale de physique de la région parisienne
• ED 397 - Physique et chimie des matériaux
• ED 387 - Interfaces de la chimie, de la physique et de l’informatique avec la biologie
• ED 109 - Sciences de la Terre

Locaux

C’Nano Ile de France Fédération Ile-de-France de Recherche en Environnement (FIRE)

Nationaux

MNHN, CRPG Nancy, ENS, ANR : programme ECCO GDR Magnétisme et Commutation Moléculaires GDR TRANSMET, GDR métabolisme de l’arsenic chez les procaryotes GDR Verres INSERM, CEA,INRA

Internationaux

Réseau européen d’excellence en microscopie électronique 3D, 3D-EM Réseau d’excellence européen : MAGMANet Université Autonome de Madrid – réseau européen COST PICS : Institute for Rock Magnetism Lawrence Livermore National Laboratory, USA MIT Department of Materials Science and Engineering University of Edinburgh, UK Carnegie Institution of Washington, USA Université de Stanford Université de Prétoria EUROCORES Eurominsci. Agricultural University Athens Ecole Polytechnique de Lausanne en Suisse

Société civile Synchrotron SOLEIL, Thales, ANDRA, ADEME, Saint-Gobain

•  Microscopes électroniques en transmission
• RPE
• Diffractomètres rayons X
• Spectromètres Raman et Brillouin
• Boite à gants sous atmosphère contrôlée

• Piana, M. Lazzeri, C. Casiraghi, K.S. Novoselov, A.K. Geim, A.C. Ferrari, and F. Mauri Breakdown of the adiabatic Born-Oppenheimer approximation in graphene Nature Materials 6, 198 (2007)
• “Weak anharmonic effects in MgB2 : A comparative inelastic X-ray scattering and Raman study” Matteo D’Astuto, Matteo Calandra, Stephanie Reich, Abhay Shukla, Michele Lazzeri, Francesco Mauri, Janusz Karpinski, N. D. Zhigadlo, Alexei Bossak and Michael Krisch, Phys. Rev. B 75, 174508 (2007)
• Letard,I. ; Sainctavit, Ph. ; Cartier dit Moulin, Ch. ; Kappler, J.-P. ; Ghigna,P. ; Gatteschi, D. ; Doddi, B. Remnant magnetization of fe8 high-spin molecules : X-ray magnetic circular dichroism at 300 mK. J. Applied Physics. 101, 113920 (2007).
• Element partitioning between magnesium silicate perovskite and ferropericlase : new insights into bulk lower-mantel geochemistry A.L. Auzende, J. Badro, F. J. Ryerson, P.K. Weber, S.J. Fallon, A. Addad, J. Siebert, G. Fiquet Earth Planet. Sci. Lett, in press (2008)
• Morin G., Juillot F., Casiot C., Bruneel O., Personné J-C., Elbaz-Poulichet F., Leblanc M., Ildefonse Ph., Calas G. (2003) Bacterialformation of tooeleite and mixed arsenic(III) or arsenic(V)-iron(III) gels in the Carnoulès acid mine drainage, France. A XANES, XRD and SEM study. Environmental Science and Technology 37, 1705-1712.
• S. Bernard, K. Benzerara, O. Beyssac, N. Menguy, F. Guyot, G.E. Brown Jr., B. Goffé (2007) Exceptional preservation of fossils plant spores in high-pressure metamorphic rocks. EPSL, 262, 257-272.
• Carrière C, Mornon JP, Venien-Bryan C, Boisset N, Callebaut I. Calcineurin B-like domains in the large regulatory alpha/beta subunits of phosphorylase kinase. Proteins. 2008.
• G. Stevanin, F. Santorelli, H. Azzedine, P. Coutinho J. Chomillier, P. Denora, E. Martin, A.-M. Ouvrad-Hernandez, A. Tessa, N. Bouslam, A. Lossos, P. Charles, Loureiro JL, N. Elleuch, C. Confavreux, Cruz VT, M. Ruberg, E. Leguern, D. Grid, M. Tazir, B. Fontaine, A. Filla, E. Bertini, A. Durr, A. Brice. Mutations in the SPG11 gene, encoding spatacsin, are a major cause of spastic paraplegia with thin corpus callosum. Nature Genet. (2007) 39 366-372
• Effect of light elements on the sound velocities in solid iron : Implications for the composition of Earth’s core. J. Badro, G. Fiquet, F. Guyot, E. Gregoryanz, F. Occelli, D. Antonangeli, M. d’Astuto. Earth Planet. Sci. Lett. 254, 233 (2007).
• A. Eschenbrenner, M.-A. Hervé du Penhoat, A. Boissière, G. Eot-Houllier, F. Abel, M.-F. Politis, A. Touati, E. Sage, A. Chetioui. Strand Breaks induced in plasmid DNA by ultrasoft X-rays : Influence of hydration and packing. International Journal of Radiation Biology 83, 687-697 (2007).
• J. Pellicer-Porres, A.M. Saitta, A. Polian, J.P. Itié, M. Hanfland Sixfold coordinated phosphor by Opxygen in AlPO4 quartz homotype under high pressure Nature Materials 6, 698 (2007)
• Cottevieille, M., Larquet, E., Jonic, S., Petoukhov, M. V., Caprini, G., Paravisi, S., Svergun, D. I., Vanoni, M. A. & Boisset, N. (2008) The subnanometer resolution structure of the glutamate synthase 1.2 MDa hexamer by cryo-electron microscopy and its oligomerization behavior in solution : functional implications. J Biol Chem . 2008 Mar 28 ;283(13):8237-49.
• Meheut M., Lazzeri M., Balan E., Mauri F. (2007) Equilibrium isotopic fractionation between kaolinite, quartz and water : prediction from first-principles density-functional theory. Geochimica et Cosmochimica Acta (in press).

Enseignants-chercheurs :

Chercheurs :

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