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Labex MATISSE
MATériaux, InterfaceS, Surfaces, Environnement

"La possibilité de réunir un consortium efficace sur le campus de Jussieu a été l’une des motivations principales"

Interview de David Kreher, porteur de projet.

A Radical Approach to New Organic Light-Harvesting Molecular Materials (RadMolMat)


AAP 2020 Projet doctoral

Axe thématique : Énergie, environnement et durabilité

Laboratoires coporteurs

Entretien réalisé le 15 mai 2020

Le premier Appel à Projet de l'Institut de science des matériaux proposait deux axes thématiques. Votre projet offre une thèse dans lequel des deux ?

Notre projet s'inscrit clairement dans l'axe Énergie, environnement et durabilité. Il adresse des questions à caractère fondamental dont les études pourront servir diverses problématiques au cœur des enjeux actuels : énergie (en particulier le photovoltaïque), optoélectronique, transport et stockage de l’information avec d’éventuelles démonstrations pour les technologies quantiques en phase solide. Pour atteindre de tels objectifs, il faut cependant « repenser » déjà les matériaux à concevoir, ce qui explique qu’il faudra d’abord développer des stratégies innovantes en synthèse.

 

"L’obtention du financement de l'institut donne une crédibilité supplémentaire aux différents partenaires du projet".

 

Pourquoi développer une action de recherche dans cette direction ?

Sur le plan scientifique, il s’agit d’explorer des concepts nouveaux dont l’exploitation est basée sur l’utilisation de matériaux similaires à certains déjà connus de la part de l’équipe, en les modifiant pour renouveler leurs performances, le tout en s’inspirant de phénomènes qui ont déjà été remarqués dans des domaines connexes comme celui des dispositifs organiques pour l’émission (DEL). Le potentiel est réellement très fort et le champ d’étude à explorer est vaste. Un petit nombre de groupes commencent également à s’intéresser à ces phénomènes et il est nécessaire de rester dans la course en développant nos propres matériaux et en faisant vivre nos idées.

Quelle est l'origine de votre projet de recherche ? sa motivation ?

Comme dit précédemment, l’origine du projet est la découverte de concepts similaires (interaction entre un radical libre et un système pi-conjugué) discutés par des groupes concurrents ou avec lesquels nous avons des contacts dans des domaines proches de ceux qui nous intéressent. La possibilité de réunir un consortium efficace sur le campus de Jussieu (IPCM-INSP) pour faire progresser les travaux (chimie avancée des monomères et polymères pour la fonctionnalisation des matériaux, spectroscopie optique et théorie pour l’étude des phénomènes) a été l’une des motivations principales. Nous avons de surcroît l’avantage de bénéficier d’une collaboration avec un groupe de l’Université de Cambridge qui développe des techniques de pointe pour l’étude des mécanismes optoélectroniques élémentaires.

Quel sont les objectifs à atteindre ?

L’idéal serait de parvenir à un ensemble de résultats basés sur la démonstration de la sensibilité magnétique de nos matériaux et en particulier de la façon dont l’énergie est relaxée à la fois dans le temps et l’espace (le long des chaînes de polymère). L’obtention d’un « ordre » magnétique au sein d’un matériau organique pi-conjugué pourrait également être un point important.

Quels seraient les champs d'application éventuels ?

Il y a différents champs d’application envisageables :

  1. Le photovoltaïque où il faut être capable de véhiculer l’excitation photo-générée vers les centres où elle va produire des charges « libres ». Les pistes explorées pourraient permettre d’accéder à des modes de transport performants.
  2. Le transport de l’information en électronique moléculaire : on peut envisager un contrôle du transport de l’excitation le long d’un fil polymère micronique en utilisant un degré de liberté supplémentaire, de type champ magnétique.
  3. La génération d’états « particuliers » en phase solide, et intéressants pour l’information quantique (particules intriquées).

En quoi la collaboration avec un autre laboratoire enrichit-elle votre projet de recherche ?

La collaboration est ici indispensable puisque le projet repose sur la fonctionnalisation de matériaux pi-conjugués tubulaires qui sont déjà, en eux-mêmes, des objets extrêmement aboutis et dont la synthèse est extrêmement exigeante. Les spécialistes de la chimie des polymères sont donc les premiers garants du bon déroulement du projet. Le groupe de physique apporte, de son côté, une expertise « de la classe du matériau mis en œuvre » (polydiacétylène) et des études spectroscopiques attenantes. Les aspects théoriques sont également couverts grâce à la participation d’un théoricien au projet et ce dès sa genèse. La structure mise sur pied couvre donc les besoins fondamentaux de ce type de projet : l’élaboration du matériau (IPCM), son conditionnement sous diverses formes (IPCM et INSP), son étude à l’aide d’un panel de techniques spectroscopiques et magnéto-optiques (INSP et Université de Cambridge) et la modélisation (INSP).

Pourquoi répondre à l'AAP de l'Institut ? a vos yeux, qu' apportera l'Institut à votre projet ?

L’offre de projet cadrait parfaitement tant au point de vue de la structure à faire vivre (le consortium de Jussieu) que du point de vue des moyens qu’il était possible d’obtenir. L’embauche d’un doctorant qui pourra développer les synthèses, participera au conditionnement des matériaux et animera les expériences de photophysique de base, permet d’envisager un « noyau dur » des investigations qui pourront être poursuivies de façon sereine et continue. Réaliser ce projet au sein de l’Institut a tout son sens, du fait de son interdisciplinarité. L’obtention de ce financement nous donne également une crédibilité supplémentaire, ce qui à terme, nous l’espérons, conduira à plus de visibilité pour les différents partenaires du projet.

02/06/20

Traductions :

    L'Institut en chiffres

    • 5 disciplines : Chimie, Physique, Sciences de la Terre, Ingénierie, Patrimoine
    • 19 laboratoires
    • 7 projets de recherche
    • + 500 permanents

    Contact

    Direction

    Abhay Shukla

     

    Chargé de projet

    Emmanuel Sautjeau

    emmanuel.sautjeau @ sorbonne-universite.fr