Doctorant (H/F) en Sciences des Matériaux – Etude de la polymérisation supportée du PEDOT pour la fabrication de composites thermoplastiques électriquement conducteurs par extrusion

L’Institut Charles Sadron (ICS, UPR22) est une unité du CNRS associée à l’Université de Strasbourg. Cet institut pluridisciplinaire dédié à la science des polymères et des systèmes auto-assemblés comprend 53 chercheurs et enseignants-chercheurs, 38 ingénieurs, techniciens ou personnels administratifs et 100 personnels non permanents. (doctorants, postdoctorants, chercheurs associés et stagiaires). L’ICS dispose de plateformes de caractérisation (spectroscopie UV-Vis et IR, chromatographie d’exclusion stérique, diffusion de la lumière, etc.) et de microscopie (force électronique et atomique). L’ICS est situé sur le campus du CNRS à Cronenbourg, restauration sur place possible.
La personne recrutée travaillera au sein de l’équipe Ingénierie des Polymères et Intensification des Procédés (IP2) de l’ICS composée de 6 enseignants-chercheurs et de plusieurs doctorants et ingénieurs. Pour plus d’informations, n’hésitez pas à consulter le site de l’ICS ainsi que celui de l’équipe IP2 :
https://www.ics-cnrs.unistra.fr/
https://www.ics-cnrs.unistra.fr/equipe -ip2-switchlang-fr.html

Contexte scientifique :
Les matériaux polymères électriquement conducteurs (électroconducteurs) font partie des matériaux polymères fonctionnels à forte valeur ajoutée destinés à de multiples applications émergentes, notamment dans le domaine de l’électronique flexible ou de la plastronique. Il existe aujourd’hui 2 stratégies principales pour obtenir un matériau polymère électroconducteur : la première, de loin la plus répandue à l’heure actuelle, consiste à disperser diverses charges conductrices (principalement des nanotubes de carbone ou des particules métalliques) par extrusion dans une matrice thermoplastique. La seconde consiste à utiliser l’un des polymères intrinsèquement conducteurs (principalement les polyanilines, les polypyrroles ou encore les polythiophènes). Récemment, un de ces polymères intrinsèquement conducteurs, le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) PEDOT, a permis d’atteindre des niveaux de conductivité électrique proches des métaux (de l’ordre de 1000 S/cm) à tel point que l’on parler de métaux organiques. Cette offre de thèse propose de combiner efficacement ces 2 approches en utilisant différentes charges de facteurs de forme variés (1D, 2D et 3D) dont les surfaces seront modifiées par la polymérisation d’une couche de PEDOT (morphologie de type core-shell) pour les rendre conductrices. . Ces charges modifiées seront ensuite dispersées dans une matrice thermoplastique par extrusion fondue pour obtenir des composites électroconducteurs ouvrant la voie à de nombreuses applications.

Description des missions : :
– la réalisation d’états de l’art et du suivi scientifique et technique
– la mise en place d’un protocole de polymérisation (polymérisation oxydante du monomère EDOT)
– la synthèse sol-gel de nanoparticules (silice par exemple)
– la synthèse du PEDOT sur différents supports
– la caractérisation de ces charges électroconductrices (analyses physico-chimiques, microscopiques, relation structure/propriété, test de conductivité électrique, etc.)
– la formulation de composites thermoplastiques par extrusion en fusion (compréhension et optimisation de la dispersion/ phénomènes de percolation de charges solides)
– rédaction de rapports d’essais, publications scientifiques de rang A
– présentation orale des résultats lors de congrès internationaux (en anglais)

Formation et compétences requises :
Inscrit dans un cycle d’Ingénieur ou Master 2 dans le domaine de la chimie/physico-chimie des polymères et/ou de la chimie des matériaux/plasturgie. Vous recherchez un doctorat en laboratoire de recherche, qui fera appel à des compétences théoriques et pratiques variées débouchant sur des applications concrètes. Une connaissance des procédés de polymérisation et/ou de différents polymères conducteurs (notamment PEDOT) serait appréciée. Des connaissances des procédés de transformation des matériaux polymères (extrusion, injection), des techniques de formulation et de caractérisation (DSC, ATG, RMN, microscopie optique et électronique, rhéologie) seraient appréciées. Une première expérience dans un laboratoire de R&D public ou privé dans votre cursus serait appréciée. Au-delà de vos compétences, votre savoir-être et votre personnalité feront la différence. Vous êtes quelqu’un de rigoureux, curieux, dynamique et autonome. Vous savez être proactif et vous êtes organisé.