Stages

Stage 2025

Thermoélectricité ionique

Résumé du sujet

Ce projet fait partie d’un projet ANR qui vise à développer supercondensateur thermoélectrique ionique. Il s’intéresse aux problématiques actuelles de conversion de l’énergie thermique en énergie électrique et le stocker dans un supercondensateur.

Dans ce cadre, un stage de M2 recherche/Ingénieur est proposé au LPPI avec pour mission de synthétiser et caractériser les matériaux polymères à conduction ionique. De ces matériaux, les dispositifs générateurs thermoélectriques ioniques seront ensuite élaborés et caractérisés.
Le travail de ce stage comprend donc la synthèse, et la caractérisation physico-chimique de ces matériaux ainsi que leurs caractérisations électrochimiques. De même, les dispositifs générateurs d’électricité seront élaborés et caractérisés. Le(la) stagiaire sera formé(e) en particulier sur différentes techniques de synthèse matériaux polymères conducteurs ioniques et leur caractérisation (DMA, DSC, TGA, traction, conductivité, électrochimie...). Il/elle sera amené(e) à travailler dans un projet de recherche multi-disciplinaire en participant aux réunions et aux interactions avec les différents partenaires.
Les résultats de ce projet de recherche serviront comme l’étude préliminaire d'une future thèse de doctorat.

Profil du candidat

• Formation recherchée: Master 2/ Ingénieur 3ème année en chimie
• Compétences recherchées/profils du candidat: Connaissances générales en chimie des polymères, connaissance en électrochimie sera un plus.

Contact

Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et une lettre de motivation à :

• Dr Giao T.M Nguyen: Tran-Minh-Giao.Nguyen@cyu.fr

Synthèse et caractérisation de matériaux π-conjugués multi-redox transporteurs de charge

Résumé du sujet

Le stage proposé consiste à développer de nouvelles familles de matériaux π-conjugués moléculaires et polymériques pour des applications en cellules solaires photovoltaïques.

Dans un premier temps, le stage aura pour but de synthétiser les molécules et polymères π-conjugués en utilisant les techniques de synthèse classique et par microonde. Les analyses structurales des composés intermédiaires et finaux seront à réaliser par des techniques classiques (RMN, SM, DRX sur monocristal)

Dans un second temps, des caractérisations thermiques (thermogravimétrique (ATG), Calorimétrie différentielle à balayage (DSC)), optiques (spectroscopies d’absorption et d’émission), électrochimiques (voltammétrie cyclique, voltampérométrie à impulsions différentielle) et morphologiques de couche mince (AFM, SEM) des matériaux préparés en solution ou à l’état solide (couche mince) seront réalisées .
Les matériaux les plus prometteurs vont être sélectionnés pour des études plus approfondies en vue d’application en tant que matériaux transporteurs de charge et matériaux d’interface en cellules solaires photovoltaïques.

Profil du candidat

• Formation recherchée: Master 2/ Ingénieur 3ème année en chimie
• Compétences recherchées/profils du candidat: Connaissances générales en chimie des polymères, connaissance en électrochimie sera un plus.

Contact

Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et de licence et une lettre de motivation à :

• Dr Than-Tuan Bui: tbui@cyu.fr

Développement d’électrolyte auto-réparant pour supercondensateur adapté aux environnements sévères

Résumé du sujet

Le projet portera sur l’élaboration et la caractérisation de nouveaux gels ioniques pour remplacer des électrolytes liquides dans les supercondensateurs. Ils seront développés spécifiquement pour combler, via des concepts d’hybridation, les défauts existants et repousser les limites de technologies à forte densité d’énergie telles que les batteries lithium actuellement disponibles, et limitées en termes de puissance, de température opérationnelle, de sécurité et de fiabilité dans certains environnements contraints. Ainsi les améliorations ciblées reposent sur une extension de la plage de température de fonctionnement des supercondensateurs et sur une résistance aux chocs, aux déchirures et aux vibrations par introduction d’un concept innovant d’électrolyte autoréparant, conférant aux dispositifs une robustesse accrue. Ces électrolytes de type ionogel auto-réparant seront synthétisés et ensuite incorporés aux supercondensateurs et les propriétés électrochimiques seront évaluées.

La personne recrutée travaillera dans un projet de recherche SC4OPEX multi-disciplinaire en collaboration avec cinq partenaires. Elle aura comme mission d’élaborer les produits et réaliser des caractérisations physico-chimiques en laboratoire pour évaluer leur potentiel en tant qu’électrolytes dans des supercondensateurs.

Profil du candidat

• Formation recherchée: Master 2/ Ingénieur 3ème année en chimie
• Compétences recherchées/profils du candidat: Connaissances générales en chimie des polymères, électrolyte solide, vitrimère, connaissance en électrochimie (dispositifs de stockage de l’énergie) sera un plus.

Contact

Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et une lettre de motivation à :

• Dr Mohamed Mallouki: mohamed.mallouki@cyu.fr

Élaboration de réseaux interpénétrés de polymères à l’interface air-eau

Résumé du sujet

Ce sujet de stage de Master 2 a pour objectif d’étudier la formation de réseaux de polymères à l’interface air-eau. Ces réseaux sont obtenus après réticulation des polymères initialement présents à la surface de l’eau sous forme de films ultraminces dits de Langmuir. Dans le cas d’un film de Langmuir formé par un seul polymère, la réticulation conduit à la formation d’un réseau simple de polymère. En revanche, dans le cas d’un mélange de deux polymères à l’interface air-eau, ces derniers peuvent être réticulés l’un en présence de l’autre via deux voies différentes pour obtenir des réseaux interpénétrés de polymères (RIPs). La formation de ces architectures permet de limiter significativement la séparation de phase et de combiner les propriétés des deux polymères. Ainsi, nous proposons d’étudier la synthèse de RIPs 2D à l’interface air-eau. Les films ultra-minces de polymères obtenus pouvant être transférés dans un second temps sur un support solide choisi, cette méthode permet d’obtenir des revêtements de surface polymères dont les propriétés chimiques sont ajustables.
Les polymères choisis seront réticulés soit par voie radicalaire sous irradiation UV, soit par l’intermédiaire d’un agent réticulant ^[1,2]. Des caractérisations in situ à l’interface air-eau seront effectuées en utilisant des isothermes de compression puis des observations de la morphologie par des techniques de microscopies spécifiques ^[3,4]. Pour cela, plusieurs couples de polymères sélectionnés notamment pour leur caractère hydrophobe différent seront considérés sur la base d’une étude approfondie des diagrammes de phase pression-composition déjà réalisée au laboratoire. Ces diagrammes de phase mettent en évidence les régions de miscibilité et de séparation de phase et permettent ainsi d’identifier les conditions expérimentales les plus adaptées pour la synthèse de RIPs 2D homogènes. La combinaison des différentes caractérisations des RIPs 2D permettra de mieux comprendre l’influence des réactions de réticulation des polymères à l’interface air-eau sur les propriétés de mélange de polymères.

Références :
[1] Vaillard, A.-S.; El Haitami, A.; Dreier, L. B.; Backus, E. H. G.; Cantin, S. Langmuir 2020, 36, 862–871.
[2] Haroun, F.; El Haitami, A.; Ober, P.; Backus, E. H. G.; Cantin, S. Langmuir 2020, 36, 9142-9152.
[3] El Haitami, A. ; Goldmann, M.; Cousin, F.; Dosseh, G.; Cantin, S. Langmuir 2015, 31, 6395–6403.
[4] Vaillard, A.-S.; Haitami, A. E.; Dreier, L. B.; Fontaine, P.; Cousin, F.; Gutfreund, P.; Goldmann, M.; Backus, E. H. G.; Cantin, S. Langmuir 2022, 38, 2538 – 2549.

Encadrants : Sophie CANTIN; Alae EL HAITAMI (LPPI, CY Cergy Paris Université)

Profil du candidat

Master en physique et/ou chimie. Une formation ou expérience dans le domaine des matériaux polymère sera appréciée.

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Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et une lettre de motivation à :

• Dr Alae El-Haitami: alae.el-haitami@cyu.fr

Synthèse de réseaux organiques bidimensionnels (COF 2D) à l’interface air-eau

Résumé du sujet

Les réseaux organiques sont des matériaux microporeux avec une structure hautement ordonnée composée de liants et de ligands organiques dont la cohésion est assurée par des liaisons covalentes (on parle de réseaux covalents organiques, ‘COF’). Grâce à leur conductivité électronique élevée, ces matériaux peuvent être utilisés dans diverses applications telles que dans les dispositifs nanotechnologiques et la biomédecine^[1-3]. L'approche la plus répandue, connue aujourd'hui pour le dépôt de ces matériaux sur des substrats solides est la technique de trempage couche par couche. Celle-ci consiste en la croissance directe de films COF par trempage du substrat solide dans le mélange réactionnel conduisant à l'empilement de films dont l'épaisseur peut varier de quelques centaines de nanomètres à de plusieurs micromètres (3D). En revanche, ces assemblages présentent une organisation moins ordonnée, que ce soit entre différentes couches ou sur le plan latéral du film à l’échelle macroscopique. Une alternative intéressante, peu rapportée dans la littérature pour ces systèmes, est la technique du film de Langmuir permettant un contrôle précis de l'organisation des films en termes d'épaisseur et de densité moléculaire. Ainsi, ce sujet de stage Master 2 a pour objectif d’élaborer ces films COF 2D à l’interface air-eau en s’intéressant à l’effet de la nature du ligand et du liant organiques sur l’organisation du réseau à la surface de l’eau. Pour cela, une quantité du ligand organique sera dissoute dans un solvant volatil puis épandue à la surface d’une sous-phase aqueuse contenant le liant covalent. Le film de Langmuir ainsi formé sera caractérisé in situ par des mesures thermodynamiques couplées à des observations microscopiques. Dans une seconde phase de stage, des caractérisations de la morphologie et de la conductivité électroniques de ces réseaux 2D seront réalisées après transfert des films de Langmuir sur des substrats solides.

Références :
[1] H. Furukawa, K.E. Cordova, M. O’Keeffe, O.M. Yaghi; Science 341, 974 (2013).
[2] P. Horcajada, R. Gref, T. Baati, P.K. Allan, G. Maurin, P. Couvreur, G. Férey, R.E. Morris, C. Serre ;Chem. Rev. 112, 1232–1268 (2012).
[3] L.E. Kreno, K. Leong, O.K. Farha, M. Allendorf, R.P. Van Duyne, J.T. Hupp; Chem. Rev. 112,1105–1125 (2012).

Encadrants : Alae EL HAITAMI et Thuan Nguyen PHAM TRUONG (LPPI, CY Cergy Paris Université)

Profil du candidat

Master en physique et/ou chimie. Une formation ou expérience dans le domaine des matériaux polymères sera appréciée. Un niveau d’anglais correct sera également apprécié.
Source de financement : CY initiative of Excellence_Gratification de stage M2 classique.

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Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et une lettre de motivation à :

• Dr Alae El-Haitami: alae.el-haitami@cyu.fr
• Dr Thuan Ngyuen Pham Truong: thuan-nguyen.pham-truong@cyu.fr

Elaboration of carbon dots as efficient electrocatalysts for water decontamination

Résumé du sujet

pHSELECT, funded by ANR, proposes a new concept of selective denitrification using hybrid electrocatalysts based on ionic liquids (ILs) layers deposited on either earth abundant metal‐ or carbon‐based electrodes, which must contribute to provide both decentralized ammonia production and decontaminated water by valorization of N‐based polluted groundwater sources. The main reaction involved in this process will be the selective denitrification (ERN) to generate ammonium, which can be further served as fertilizers in agricultural activities. This reaction is complex involving 6e-/8H+ and is highly competitive to the undesired hydrogen evolution reaction. Up-to-date, the most efficient electrocatalysts for this purpose are metallic copper and stain, in different sizes and shapes. Nevertheless, their activity and selectivity is still poor and these two key parameters yields a dilemma in the performance of the electrocatalysts. Moreover, combined with the risk of releasing metal nanoparticles to the environment, new ultralow-metal contained or metal-free electrocatalysts are highly required as alternative to pure metallic ones.
 

For this purpose, emerging cost‐effective materials, i.e. carbon dots, will be intensively investigated here in the size range of 10 nm and presenting spherical morphology as novel electrocatalyst for ERN. Moreover, we give our best effort in choosing the precursors used for the synthesis of CDs among different bio-sourced and bio‐compatible molecules such as glucose, cellulose, etc.

The carbon dots will be synthetized in aqueous conditions under microwave irradiation. The candidate will be in charge of the synthesis, characterization and evaluation of the CD’s catalytic activity. The first task focuses on the optimization of the synthesis by changing the precursors, the temperature, the reaction time as well as the storage procedure of CDs based on acquired results within this project. The second task will be on the evaluation of the catalytic performance of the carbon dots in hydrogen evolution reaction and ERN. The third task will be the combination of carbon dots with ionic liquid moieties to attenuate the HER while improving the ERN activity. The candidate will have opportunity to learn about material synthesis, material characterization and electrocatalysis. Frequent exchanges to ITODYS Laboratory at Paris Cité Université are envisaged to complement the studies with local electrochemical tools.

Profil du candidat

Solid background in electrochemistry and/or in material science is strongly required.
Moreover, the strong writing and communication skills are appreciated

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For application, please send an email  with your academic transcript (M1), CV and a motivation letter. References are encouraged but not mandatory.

• thuan-nguyen.pham-truong@cyu.fr

Elaboration of stretchable energy storage devices

Résumé du sujet

SETWEARCAB, funded by CYAS, emerges as a pioneer in the development of fully wearable supercabattery devices, addressing the growing demand for miniaturized and high-performance energy storage solutions for wearable electronics. Unlike conventional batteries or supercapacitors, hybrid supercabatteries offer a unique blend of high energy and high-power density, enabling ultrafast charging and extended discharge capacity. This transformative project meticulously tackles every aspect of the device, from electrode design to polymeric separator development, ensuring optimal performance and wearability. The SETWEARCAB project unveils a three-pronged approach to boost the performance of wearable energy storage: (1) Novel Material Design: The project embarks on a journey to design and synthesis of novel materials with high-energy storage capabilities, propelling the performance of wearable supercabatteries to unprecedented levels. (2) Advanced Polymeric Membranes: Recognizing the crucial role of the polymeric separator in wearable devices, SETWEARCAB dedicates its efforts to crafting next-generation polymeric membranes that not only facilitate efficient ion transport but also enhance the overall flexibility and durability of the device. Also, such membranes could stand as growth support for electrode materials. (3) Wearable Device Fabrication: The project culminates in the fabrication of fully wearable supercabattery devices, integrating the optimized electrodes and polymeric separators to deliver exceptional mechanical and storage properties.
As part of the SETWEARCAB, the Internship project will deal with the elaboration and optimization of stretchable ionogels. Accordingly, three specific work packages will be attributed to the candidate. The first work package consists of elaborating different ionogel formulations by changing the monomers, the ionic liquids, the crosslinkers, the elastomers and their ratio. The polymerization will be performed using thermal initiators (AIBN) or photoinitiators (Darocur). The obtained gels will be characterized with FTIR, thermomechanical analysis, ionic conductivity (with/without stretching). The second work package relies on applying the optimal gel formulation in the fabrication of all-in-one electrodes by incorporating active electrode materials followed by characterization to investigate the impact of the latter to the mechanical/thermal properties and the electrochemical performance of the electrodes. The third work package focuses on the assembly of the energy storage devices and their performance characterization (specific capacitance/capacity, power/energy densities and their cyclability with/without deformation).

A PhD position is open on the continuation of this Internship’s project.

Profil du candidat

Solid background in polymers chemistry and/or in electrochemistry is strongly required.
Moreover, the strong writing and communication skills are appreciated.

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For application, please send an email  with your academic transcript (M1), CV and a motivation letter. References are encouraged but not mandatory.

• thuan-nguyen.pham-truong@cyu.fr

Stage 2024

Élaboration des systèmes de stockage de l'énergie flexibles et étirables (pourvu)

Résumé du sujet

Dans l’ère de IoT, l’électronique flexible et imprimable devient de plus en plus une technologie populaire et dominante dans la vie quotidienne. Afin d’assurer une bonne autonomie de ces dispositifs, un système de stockage de l’énergie flexibles et étirables devient indispensable. Cependant, les systèmes de stockage conventionnel (batteries au Li-ion ou condensateurs), constitués des éléments inorganiques, présentent des contraintes mécaniques trop importantes. A partir de ces exigences et de l’état de l’art actuel, les dispositifs à base de polymère deviennent un candidat potentiel pour résoudre ce problématique [1-2]. Malgré des avantages d’être flexible et potentiellement étirable, ces systèmes présentent des défauts dans la performance de stockage (densité de puissance et d’énergie très faible), conduisant à une masse plus élevée pour une même capacité de stockage.

Ce phénomène est très souvent attribué à une faible diffusion d’ion à travers différentes interfaces de la cellule. Une nouvelle conception de dispositif sera ainsi nécessaire afin d’optimiser la synergie de densité de puissance et de l’énergie. Dans ce contexte, le projet de stage consiste à concevoir de nouvelles approches pour fabriquer les électrodes et les électrolytes polymères pour le système combiné de supercondensateur et batterie, nommé supercabatteries. En effet, les dispositifs développés durant le stage se sont composés d’une tri-couche de différents matériaux avec un minimum de problème interfacial. Précisément, la première couche sera composé de polymère multirédox de type batteries figé dans un réseau de polyélectrolyte sur laquelle une couche du même polyélectrolyte est déposée. Et le dispositif se complète avec une deuxième électrode de matériaux supercondensateur (Figure). Ce type d’organisation permet d’augmenter simultanément la densité de puissance et d’énergie du système [3].

Pendant le stage, le(a) candidat(e) sera confié des taches suivantes :

• (1) Synthèse et caractérisation de matériaux d’électrodes (e.g. polymère rédox, et/ou polymère conducteur) et d’électrolyte (ionogel/hydrogel),
• (2) Elaboration des 2 électrodes en changeant le ratio de la matière de stockage et du réseau d’électrolyte suivi des études physico-chimiques et électrochimiques/mécaniques afin de déterminer la meilleure composition,
• (3) Etudes des performances de stockage du dispositif final.

Références :
(1) Kolathodi et al., J. Mater. Chem. A, 2022, 10, 21124-21134
(2) Liu et al., Adv. Mater. 2017, 29, 1603436.
(3) Yu et al., Nanoscale, 2019,11, 17939-17946

Profil du candidat

• Master 2 en chimie, une formation ou expérience dans le domaine des matériaux polymères sera appréciée.
• Un niveau d’anglais correct sera également apprécié.

Contact

Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et une lettre de motivation à :

• Thuan Nguyen Pham Truong: thuan-nguyen.pham-truong@cyu.fr
• Thi Khanh Ly Ngyuen: thi-khanh-ly.nguyen@cyu.fr

Synthèse et caractérisation de polymères stimulables pour application biomédicale (pourvu)

Résumé du sujet

La déficience auditive touche un nombre croissant de personnes à travers le monde. Cette affection désigne des personnes présentant des pertes variables de leur capacité d’audition, allant de -20 décibels pour une surdité légère à -90 décibels et au-delà pour une surdité profonde. Pour les patients atteints d’une surdité sévère à profonde, la pose d’un implant cochléaire est nécessaire.
Un implant cochléaire est un dispositif électronique dont la pose nécessite une intervention chirurgicale. L’implantation cochléaire va consister à mettre en place dans la cochlée, un système qui va stimuler électriquement le départ du nerf auditif et redonner des sensations sonores. Ce dispositif d’audition est composé de deux parties, une partie interne implantée chirurgicalement dans la cochlée et une partie externe, qui est le processeur vocal, qui capte les sons et les relie aux éléments internes. Du fait de la dimension et de la souplesse de l’implant, son insertion manuelle dans la cochlée (forme de spirale) par le chirurgien est très minutieuse et difficile avec une insertion incomplète ou un échec d’insertion dans près de 30% des cas.

Le projet ANR PRCE ROBOCOP (https://anr.fr/Project-ANR-19-CE19-0026) vise à développer une nouvelle génération d’implant cochléaire dont la courbure pourrait être contrôlée électriquement par le praticien, facilitant ainsi son insertion et les chances de succès de l’intervention. Cet objectif passe par le développement de matériaux électrostimulables biocompatibles à base de polymères conducteurs électroniques et capables de se déformer en flexion sous une stimulation de faible voltage (~1V). Cette famille de matériau est étudiée depuis de nombreuses années au travers d’une collaboration entre le LPPI (CY Cergy Paris Université, Cergy) et l’Institut d’Electronique, Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN, Lille) et a initialement été développé pour la microrobotique Dans le cadre du projet ROBOCOP, deux approches prometteuses ont été explorées :

• La première vise à adapter la synthèse de microactionneurs tricouches existants (Lien vidéo) à partir de précurseurs non-toxiques, compatibles avec l’application envisagée. Ces microactionneurs pourront ensuite être intégrés à l’implant cochléaire.
• La seconde consiste à fonctionnaliser directement la surface de l’implant à l’aide du polymère conducteur électronique afin de rendre l’implant électrocontrôlable (Lien video).

 

Micro actionneur tricouche

Polymère électrocontrôlable

Ce sujet de stage de 6 mois, proposé à des étudiants de Master 2 ou de dernière année d’école d’ingénieur, a pour but de synthétiser et caractériser les actionneurs polymères selon les deux approches considérées ci-dessus. Ce travail impliquera la synthèse de couches actives de polymères conducteurs à partir d’encres commerciales formulées (PEDOT :PSS) et par électropolymérisation, la synthèse de membranes polymères conductrices ioniques, l’élaboration et la caractérisation électromécanique de dispositifs électrostimulables et enfin l’évaluation de leur biocompatibilité selon la norme ISO 10993. Le(la) stagiaire sera formé(e) sur différents techniques de synthèse de matériaux conducteurs ioniques et électroniques et leur caractérisation ainsi sur les techniques d'élaboration et de caractérisation de films minces et de matériaux électrostimulables.
Le(la) stagiaire sera amené(e) à travailler dans un projet de recherche multi-disciplinaire en participant aux réunions et aux interactions avec les différents partenaires du projet.

Profil du candidat

• Master 2 Chimie avec idéalement une spécialisation en chimie et physico-chimie des polymères. Des bases théoriques ou expérimentales sur les polymères conducteurs électroniques et l’électrochimie sera un plus.
• Excellente expression orale et écrite, capacité de compréhension de nouveaux concepts, autonomie et rigueur
• Capacité à travailler en équipe dans le cadre d’un projet multidisciplinaire rassemblant chimistes, physiciens des microsystèmes, spécialistes de la modélisation, chirurgiens et entreprise du biomédical

Contact

Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et une lettre de motivation à :

• Cédric Plesse : cedric.plesse@cyu.fr
• Giao Ngyuen: tran-minh-giao.nguyen@cyu.fr

Gels conducteurs biosourcés pour des dispositifs ionotroniques (pourvu)

Résumé du sujet

Ces dernières années, le domaine de la science des matériaux a connu un regain d'intérêt dans le développement de gels conducteurs ioniques pour une myriade d'applications émergentes, notamment les muscles artificiels, les textiles électroactifs, les peaux artificielles piezo-ioniques, et de manière plus générale dans le domaine de la ionotronique (câbles ioniques, électrodes, transistors…). Ces gels avancés, avec leurs remarquables propriétés de transport d'ions et leurs caractéristiques mécaniques uniques, ont le potentiel de révolutionner diverses industries, allant de la robotique et de la santé à l'énergie et aux textiles. La poursuite des recherches dans ce domaine promet de débloquer de nouvelles fonctionnalités, d'améliorer les performances des dispositifs et de façonner l'avenir des matériaux et technologies avancées.Dans ce cadre, un stage de recherche de Master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur est proposé au LPPI et portera sur le développement de nouveaux gels à base de matériaux biosourcés adaptés au contact avec la peau humaine, pour des applications telles que les capteurs piézoioniques ou les actionneurs textiles.

Figure 1. A) Exemple de structure de polymères biosourcés. B) Gel d’alginate. C) Schéma du fonctionnement de la peau ionique1.

L’objectif du projet consistera à évaluer les paramètres de synthèse permettant d'obtenir des gels stables à l'air en utilisant des biopolymères tels que l'alginate, l'acide hyaluronique, la gélatine, le κ-carraghénane, le chitosane, l'agar, etc en combinaison avec un électrolyte « respectueux de l'environnement » (ex : NaCl, lactate de choline, acétate de choline, solvants eutectiques profonds…). Ces matériaux seront synthétisés, caractérisés et optimisés afin de sélectionner les meilleurs candidats pour l'intégration dans des dispositifs tels que les muscles artificiels, les textiles électroactifs, la peau piézoionique ou les câbles ioniques. Le stagiaire sera formé en particulier sur différents techniques de synthèse des réseaux de polymères et de matériaux conducteurs ioniques et leur caractérisation (DMA, DSC, TGA, traction, mesure de conductivité ..) ainsi sur la caractérisation piézo-ionique.
Les résultats de ce projet de recherche serviront comme l’étude préliminaire d'une future thèse de doctorat en collaboration avec l'Université de la Colombie-Britannique (UBC) à Vancouver (Canada).

[1] Dobashi, Y.; Yao, D.; Petel, Y.; Nguyen, T. N.; Sarwar, M. S.; Thabet, Y.; Ng, C. L. W.; Scabeni Glitz, E.; Nguyen, G. T. M.; Plesse, C.; Vidal, F.; Michal, C. A.; Madden, J. D. W. Piezoionic Mechanoreceptors: Force-Induced Current Generation in Hydrogels. Science 2022, 376 (6592), 502–507. https://doi.org/10.1126/science.aaw1974.

Profil du candidat

• Niveau Master 2 en Chimie ou dernière année d’école d’ingénieur, avec idéalement une spécialisation en chimie et physico-chimie des polymères. Des bases théoriques ou expérimentales sur les polymères biosources et/ou les gels conducteurs ainsi que leurs applications seront un plus.
• Excellente expression orale et écrite, capacité de compréhension de nouveaux concepts, autonomie et rigueur. La maîtrise de l'anglais sera appréciée.

Contact

Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV, relevés de notes de Master 1 et une lettre de motivation à :

• Daniel Aguilera Bulla: daniel.aguilera-bulla@cyu.fr

Suite à une présélection, les candidats devront effectuer une présentation PowerPoint de 10 minutes portant sur leur parcours, leur motivation et leur compréhension du sujet.

Synthèse de réseaux organiques bidimensionnels (COF et MOF 2D) à l’interface air-eau  

Résumé du sujet

Les réseaux organiques sont des matériaux microporeux avec une structure hautement ordonnée composée de cations métalliques et de ligands organiques (on parle de réseaux métal-organiques, ‘MOF’) ou ligands organiques dont la cohésion est assurée par des liaisons covalentes (on parle de réseaux covalent organiques, ‘COF’). Grâce à leur conductivité électronique élevée, ces matériaux peuvent être utlisés dans diverses applications telles que dans les dispositifs nanotechnologiques et la biomédecine.[1-3] L'approche la plus répandue, connue aujourd'hui pour le dépôt de ces matériaux sur des substrats solides est la technique de trempage couche par couche. Celle-ci consiste en la croissance directe de films MOF ou COF par trempage du substrat solide dans le mélange réactionnel conduisant à l'empilement de films dont l'épaisseur peut varier de quelques centaines de nanomètres à de plusieurs micromètres (3D). En revanche, ces assemblages présentent une organisation moins ordonnée, que ce soit entre différentes couches ou sur le plan latéral du film à l’échelle macroscopique. Une alternative intéressante, peu rapportée dans la littérature pour ces systèmes, est la technique du film de Langmuir permettant un contrôle précis de l'organisation des films en termes d'épaisseur et de densité moléculaire. Ainsi, ce sujet de stage Master 2 a pour objectif d’élaborer ces films COF et/ou MOF 2D à l’interface air-eau en s’intéressant à l’effet du cation métallique (cas du MOF) ou du liant organique (cas du COF) sur l’organisation du réseau à la surface de l’eau. Pour cela, une quantité du ligand organique sera dissoute dans un solvant volatil puis épandue à la surface d’une sous-phase aqueuse contenant soit le cation métallique soit le liant covalent. Le film de Langmuir ainsi formé sera caractérisé in situ par des mesures thermodynamiques couplées à des observations microscopiques. Dans une seconde phase de stage, des caractérisations de la morphologie et de la conductivité électroniques de ces réseaux 2D seront réalisées après transfert des films de Langmuir sur des substrats solides.

Références :
[1] H. Furukawa, K.E. Cordova, M. O’Keeffe, O.M. Yaghi; Science 341, 974 (2013).
[2] P. Horcajada, R. Gref, T. Baati, P.K. Allan, G. Maurin, P. Couvreur, G. Férey, R.E. Morris, C. Serre ;Chem. Rev. 112, 1232–1268 (2012).
[3] L.E. Kreno, K. Leong, O.K. Farha, M. Allendorf, R.P. Van Duyne, J.T. Hupp; Chem. Rev. 112,1105–1125 (2012).

Profil du candidat

• Master en physique et/ou chimie. Une formation ou expérience dans le domaine des matériaux polymère sera appréciée. Un niveau d’anglais correct sera également apprécié.

Contact

Personnes à contacter et/ou pour candidater :
Les candidat(e)s devront transmettre un CV (avec les coordonnées d’une ou deux références), une lettre de motivation, leurs relevés de notes de Master 1 à :

• Thuan Nguyen PHAM TRUONG: thuan-nguyen.pham-truong@cyu.fr,
• Alae EL HAITAMI: alae.el-haitami@cyu.fr;

• Stage 2023
• Stages 2022

MàJ le 05/12/24