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Offres de Thèses/Post-doctorats

This project, bringing together 5 French-German industrial partners and academic laboratories, aims at demonstrating that a rechargeable alkaline zinc – air battery (ZAB) technology, made of abundant, environmentally friendly, intrinsically safe and robust materials, could be a suitable solution for the stationary electricity storage. This European project will focus on: (i) development of the cell components (zinc and air electrodes), (ii) build-up and testing a ZAB prototype, (iii) modelling at full cell level (to predict the electrodes performance during discharge and charge). Les matériaux à base des réseaux bien structurés ultra poreux (COF/MOF) sont très prometteurs pour les applications dans le domaine de l’énergie comme par exemple le stockage électrochimique. Cependant, les contraintes de conductivités électriques et ioniques limitent à l’heure actuelle leurs utilisations dans ce domaine. Dans ce contexte, l’objectif de la thèse est de développer différentes familles de matériaux à base de réseaux COF/MOF, et plus particulièrement ceux possédant des propriétés électriques et ioniques intrinsèques induites par leur structure moléculaire. Dans ce cadre, cette thèse va se dérouler en s’appuyant sur 3 volets : (1) synthèse de nouveaux ligands organiques, (2) synthèse et caractérisation structurales des matériaux de COF/MOF et (3) études des propriétés électrochimiques, des phénomènes interfaciaux et des performances des dispositifs obtenus pour le stockage de l’énergie (par ex. supercondensateurs). Les mélanges 3D de polymères sont rarement miscibles. Pour limiter significativement la séparation de phase et ainsi combiner les propriétés des deux polymères, l’une des stratégies est la synthèse de réseaux interpénétrés de polymères (RIPs) où les deux polymères sont réticulés l’un en présence de l’autre via deux voies différentes. Dans le cadre de ce sujet de thèse, nous proposons d’étudier la synthèse de RIPs à base d’oligomères ou de polymères mais à 2D à l’interface air-eau sous forme de films d’épaisseur monomoléculaire appelés films de Langmuir. Ces films pourront ensuite être transférés sur un substrat solide, jouant ainsi le rôle de revêtement d’épaisseur nanométrique dont la morphologie et la mouillabilité seront caractérisées. Alors que les matériaux à base de RIPs 3D sont largement décrits dans la littérature, les films de Langmuir à base de RIPs 2D, à ce jour, n’ont pas encore été rapportés. De telles architectures 2D devraient assurer la stabilité du revêtement ultramince vis-à-vis des stimuli externes (température, solvant, pH…) de manière similaire à leurs analogues en 3D.

The Laboratory of Physicochemistry of Polymers and Interfaces of CY Cergy Paris Université (LPPI – CYU - France) and the SensorLab of the University of the Western Cape (UWC - South Africa) have joined their forces within the International Associated Laboratory: Sensor Energy International Laboratory (IAL - Senergylab) to pool their skills in the fields of nanomaterials and polymers and uses of these materials for energy and sensors applications. In this context, we are looking for a candidate for a PhD thesis starting in January 2022 for a duration of 3 years to work on a subject dealing with the use of nanomaterials in the field of biosensors.

Air pollution by pesticides is a component of atmospheric pollution that remains less documented than other environments (water, soil, food) and represents a topical health problem. Furthermore, there is a lack of tools to monitor respiratory exposure to pesticides during spray application or post application. The objective of the ANR project OPAL, which the thesis is part, is to answer it by providing wearable devices for on-site and real time monitoring of pesticides in air. To do this, transducers based on the principle of anchoring transition of liquid crystals (LCs) will be used. The project consortium is composed of three academic research laboratories that bring together the complementary expertise needed. Les besoins énergétiques actuels nécessitent de trouver une alternative aux énergies fossiles polluantes. Par ailleurs, l'usage de l'hydrogène apparaît de plus en plus comme l’une des solutions pour réduire les émissions de CO2 pour atteindre les objectifs de la transition énergétique. La technique la plus prometteuse pour produire sans hydrocarbures ce précieux combustible est l’électrolyse de l’eau. Elle consiste à produire et séparer les gaz H2 et O2 à partir d’eau en utilisant une cellule d’électrolyse. Malheureusement, cette électrolyse est une opération énergivore en raison de ses limitations thermodynamiques et cinétiques. Ainsi, l’efficacité énergétique d’un tel système reste un facteur déterminant pour l’avenir de cette technologie. Parmi les systèmes d’électrolyseurs actuels, l’électrolyseur à membrane échangeuse d’anions (AEMWE) est le plus avantageux en termes de coût. Toutefois, certains verrous restent à lever avant d’envisager leur développement industriel, notamment la stabilité des membranes et des ionomères utilisés. Ces deux composants polymériques sont essentiels car d’une part, la membrane assure à la fois la séparation de H2 et de O2 et le transfert sélectif des ions entre les deux compartiments d’électrolyse, et, d’autre part, les ionomères sont des liants pour les matériaux d’électrodes (ils ont pour rôle d’assurer la conductivité ionique au sein des couches catalytiques). Aujourd’hui, l’amélioration des performances des électrolyseurs nécessite d’identifier et de développer des membranes / ionomères plus stables dans les conditions de fonctionnement. Air pollution by pesticides is a component of atmospheric pollution that remains less documented than other environments (water, soil, food) and represents a topical health problem. Furthermore, there is a lack of tools to monitor respiratory exposure to pesticides during spray application or post application. The objective of the ANR project OPAL, which the thesis is part, is to answer it by providing wearable devices for on-site and real time monitoring of pesticides in air. To do this, transducers based on the principle of anchoring transition of liquid crystals (LCs) will be used. The project consortium is composed of three academic research laboratories that bring together the complementary expertise needed. The Marie Skłodowska-Curie Actions Doctoral Network SOFTWEAR (SOFT actuators for Wearables, Exoskeletons, and Augmenting Robotics) will comprise 12 PhD students from 10 European Universities. SOFTWEAR is a highly interdisciplinary Doctoral Network in the emerging and rapidly growing field of wearables, with a unique focus on soft actuators for wearables and exoskeletons. The primary objective of SOFTWEAR is to train young researchers in the multidisciplinary science of soft actuators for integration in wearables and augmenting textiles. This will be achieved by merging chemistry, physics, mechanics, electronics, textile technology, design, human-technology interaction and ethics in a truly interdisciplinary manner, while teaching essential skills in ethics, product development, IPR and industrial realisation, thus providing a unique added value to the careers of the Researchers. This will be accomplished by on-the-job training on innovative research projects developing beyond-the-state-of-the-art soft actuator technology and integrating this into active garments and soft exoskeletons. The research will be carried out at leading academic groups and by immersion in applied projects at the industrial partners. The position will require traveling to participate in Training Schools and secondments of several months to academic and industrial associated partners.
  Applications are invited for a fully funded 4 year PhD in chemistry focused on the development of new electron accepting molecules for use in organic and tin perovskite photovoltaics. Photovoltaic devices convert sunlight directly into electricity and will play an increasingly major role in meeting humanity’s energy needs in the coming decades.
 


 

Pourvue 2022
 

Une partie des recherches développées au LPPI concerne la synthèse et la caractérisation de réseaux interpénétrés de polymères (RIP) qui représente la seule voie d’élaboration de « mélanges à façon» de polymères qui soit stable dans le temps.Aujourd’hui, pour continuer à proposer des solutions innovantes, il est important d’étayer notre compréhension des mécanismes de séparation de phase opérant lors de l’élaboration de tels mélanges de polymères, sachant que les combinaisons de polymères aux propriétés très différentes sont les plus difficiles à maîtriser, mais également les plus intéressantes. Paradoxalement, assez peu de modèles physiques ont été développés ces dernières années afin de décrire la thermodynamique et la dynamique de tels mélanges de polymères.

Environ 40% des objets en PVC des collections patrimoniales sont dans un état de conservation médiocre. Les principales altérations sont le jaunissement, l’exsudation, la perte de souplesse et l’encrassement. L’aspect visuel des œuvres est alors profondément modifié. Ces dégradations sont attribuées à la présence de plastifiants apportant souplesse au matériau mais dont l’absence de liaison covalente avec le PVC conduit à leur migration progressive vers la surface du matériau le rendant suintant et collant.
Un traitement chimique simple de la surface d’un PVC altéré peut-il être efficace pour freiner le vieillissement ? L’impact visuel sur l’œuvre à court et long terme de ces différentes solutions serait-il acceptable ? Les solutions envisagées sont-elles facilement applicables à des œuvres de tailles et de formes variées, parfois composites ? D’un point de vue fondamental, quelles sont les interactions du vernis avec les plastifiants et le PVC?
Pour répondre à cette problématique, le projet Eco-PVC vise ainsi à étudier l’impact à court et long terme, d’une part, de la modification chimique de la surface de PVC plastifiés et, d’autre part, de l’application d’un vernis afin de prévenir les dégradations d’un objet neuf ou dans le cadre d’un protocole de restauration. Dans le scénario actuel de transition énergétique, le stockage de l’énergie à grande échelle nécessite des batteries de faible coût, avec une sécurité importante, une faible maintenance, un nombre de cycles de charge/décharge, ainsi que, pour certains services, une puissance élevée. Les batteries Redox Flow (RFB) sont particulièrement bien adaptées pour répondre à ces exigences. Des recherches sur de nouvelles configurations cellulaires, notamment l'identification de nouveaux couples redox ainsi que la membrane les séparant, sont encore nécessaires. Ce sujet de thèse, inscrit dans un projet collaboratif avec des partenaires industriels du secteur (EDF, Sunergy), a donc pour but de développer une membrane échangeuse cationique pour une batterie Redox-Flow hybride aqueux Zinc/Manganate-Permanganate.
Pourvue 2021

Les peintures anti-corrosion actuellement utilisées dans le domaine de l’aéronautique ne seront bientôt plus compatibles avec la réglementation REACh car elles contiennent dans leur formulation des métaux, généralement à base de dérivés de Chrome(VI), composés classés CMR et ayant un fort impact sur l’Homme et l’environnement.

Les films de Langmuir permettent de contrôler l'organisation de polymères à l'interface eau-air et d'élaborer des surfaces chimiquement nano-structurées. Les phénomènes de nano-structuration ont été particulièrement étudiés dans le cas des copolymères à blocs avec différents équilibres hydrophile-lipophile. Le transfert de ces films mixtes de polymères d'épaisseur nanométrique sur un substrat solide par les technique de Langmuir-Blodgett (LB) ou de Langmuir-Schaefer (LS) permet ensuite d'obtenir des revêtements polymères sur mesure pouvant faire l'objet d'applications variées dans des domaines aussi vaste que la conversion de l'énergie, les revêtements à mouillabilité contrôlée, les biotechnologies.