(macro-)molécules π-conjuguées ou polymères conducteurs électroniques

Nous utilisons les (macro)molécules p-conjuguées principalement pour leurs propriétés de conduction d’électrons ou de trous dans des applications liées souvent au stockage et à la conversion de l’énergie.

Ainsi, le LPPI synthétise de nouveaux verres moléculaires (VM), qui sont semi-conducteurs de type p et amorphes à température ambiante.

Par ailleurs, des molécules p-conjuguées photoactives associées à un substrat TiO2 poreux permet d’obtenir une variation de l’angle de contact de l’eau sur ce matériau hybride, à la fois, importante (supérieure à 100°) et rapide (~1 minute) lors de cycles d’illumination UV/visible témoignant d’une mouillabilité modulable de la surface.

Les macromolécules p-conjuguées étudiées au laboratoire sont principalement des dérivés du polythiophène utilisés soit seuls, soit en combinaison avec des matériaux organiques ou inorganiques. De par leur structure électronique particulière, ces polymères sont semi-conducteurs à l’état neutre et conducteurs à l’état oxydé et leurs propriétés optiques sont également modifiées au cours de la réaction d’oxydation. Cette relation a été exploitée pour développer des polymères électrochromes. Lorsque ces polymères p-conjugués sont développés sous forme de films épais, ils présentent également d’intéressantes propriétés optiques dans le domaine de l’infra-rouge. Totalement opaques dans ce domaine spectral à l’état neutre, ils deviennent réflecteurs une fois oxydés. Cette propriété est exploitée pour élaborer des dispositifs à réflectivité IR variable et réversible.

Enfin, le processus redox dans les polymères p-conjugués s’accompagne d’un transfert électronique qui induit un mouvement d’espèces ioniques destiné à conserver l’électroneutralité locale. L’échange d’ions entre les macromolécules et l’électrolyte induit une variation de volume du polymère p-conjugué. En exaltant ce phénomène, il est possible de transformer une énergie électrique en un travail mécanique via la réaction d’oxydo-réduction: ceci constitue le domaine des actionneurs.