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ConductingPolymers Lemouchi LCMT

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Les applications des polymères conducteurs dans
l’industrie
le 30 mai 2017, LCMT, Caen
organisée par Projaction
Dr. Cyprien LEMOUCHI
[email protected]
Maître de Conférences de Normandie Université de Caen
Équipe : Matériaux & Polymères, LCMT-ENSICAEN, resp. d’équipe : Pr. Loïc LE PLUART
Les applications des polymères conducteurs dans l’industrie
Une brève présentation
Dr. Cyprien LEMOUCHI
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2 31 45 28 86
Les applications des polymères conducteurs dans l’industrie
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Plan de la webconférence
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
document interdit à la publication
A quoi ça sert ???
1
Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
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A quoi ça sert ???
applications industrielles
2
Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
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Une définition
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
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Les principales familles
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Polymères Conjugués les propriétés
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La dimensionnalité
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Polymères Conjugués les propriétés
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Les formes
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
Une classification en 4 étages
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n
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
La structure électronique
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à l’état neutre ce sont des semi-conducteurs
Eg > 2 eV : isolant
Eg ≈1-2 eV : semi-conducteur
Eg ≈ 0 eV : conducteur
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
La trois grands types de propriétés
hν
hν’
propriétés optiques
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absorption
fluorescence
phosphorescence
propriétés électroniques
conductivité électrique σ
ex : PA (dopé), σ = 107 S/cm
(Cu : σ = 5,7.107 S/cm)
propriétés opto-électroniques
propriétés optiques + propriétés électroniques
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
Comment moduler les propriétés?
propriétés électroniques
propriétés opto-électroniques
propriétés optiques
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selon la propriété visée, il faut :
adapter la forme du monomère et donc du polymère conjugué
adapter la valeur du gap électronique Eg
adapter l’état d’oxydation
adapter l’organisation supramoléculaire des chaînes de polymères
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
La trois grands types de propriétés
propriétés optiques
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absorption
fluorescence
phosphorescence
propriétés électroniques
conductivité électrique
propriétés opto-électroniques
propriétés optiques + propriétés électroniques
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Polymères Conjugués les propriétés
semi-conducteur
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
conducteur
dopage
polymère conjugué
(état neutre)
polymère conjugué oxydé ou réduit
(état dopé)
prix Nobel 2000
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Exemple :
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
document interdit à la reproduction, impression
A quoi ça sert ???
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
Les domaines d’application
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matériaux
affichages
biologie
L’énergie
L’aéronautique
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
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l’aéronautique
L’aéronautique & l’aérospatial : les défis technologiques
diminuer le poids des matériaux
éclairage sans chaleur et basse consommation
maintenir une atmosphère de qualité dans l’habitacle (T°C, pression, gaz,
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éviter la formation de glace sur la carlingue
éviter les interférences électromagnétiques
éviter l’accumulation de l’énergie électrostatique
génération et utilisation d’énergies portatives
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l’aéronautique
L’utilisation des polymères conjugués conducteurs (PC)
L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques
matériaux conducteurs légers
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radars
batteries rechargeables
capteurs température/chimique
éclairage OLEDs
boucliers thermiques
boucliers éléctromagéntiques
EMI
les puces RFI
dissipateur d’énergie
électrostatique
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l’aéronautique
L’utilisation des polymères conjugués conducteurs (PC)
L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques
matériaux conducteurs légers
radars
batteries rechargeables
capteurs température/chimique
éclairage OLEDs
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boucliers thermiques
boucliers éléctromagéntiques
EMI
les puces RFI
dissipateur d’énergie
électrostatique
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l’aéronautique
Les boucliers électromagnétiques (EMI)
L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques
un nombre croissant d’appareils électroniques
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génération d’ondes électromagnétiques qui génèrent
des interférences
source : www.boeingcontreairbus.sitew.com
développement de boucliers contre les interférences
électromagnétiques (EMI) (émission/absorption)
champ électrique E
champ magnétique H
E, H
E, H
EMI
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l’aéronautique
Les boucliers électromagnétiques (EMI)
L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques
matériaux : -ferroélectriques/ferromagnétiques
-composites ‘ferrofluides’
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EMI =
élément conducteur
=
+
dipôles
électriques/magnétiques
polymères conducteurs
éfficacité du bouclier notée SE (shielding effectiveness) exprimée en dB
mécanismes de protection:
 L’absorption : couplage des champs externes avec les dipôles
électriques/magnétiques
 La réflexion : mouvement des charges du matériaux sous l’action
des champs externes
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l’aéronautique
Les puces RFI (Radio Frequency Identification)
125 KHz – 5,8 GHz
L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques
identification sans contact visuel
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l’antenne
puce RFI :
polymères conducteurs
(ex: PEDOT, Ppy)
L’antenne
 source d’énergie pour
les RFI actifs
 interrogateur/lecteur
 processeur+ mémoire
 code produit
(analyse des données)
1 cm
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l’aéronautique
Les puces RFI (Radio Frequency Identification)
125 KHz – 5,8 GHz
L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques
La construction d’un avion, d’une fusée ou d’une navette spatiale
développer un moyen d’inventaire
précis et fiable
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 rapide et peu couteux
source : http://bfmbusiness.bfmtv.com
puce RFI
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l’aéronautique
Les puces RFI (Radio Frequency Identification)
125 KHz – 5,8 GHz
L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques
contrôler les paramètres de l’avion
Contrôler/sécuriser l’atmosphère en cabines
puce RFI couplée à un capteur
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analyser en temps réel :





Les agents chimiques/biologiques
La température/la pression
La formation de glace
l’oxygène/humidité
L’énergie électrostatique
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Polymères Conjugués les propriétés
polymères conducteurs polymère propriété? les applications
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le positionnement : projet académique-industriel
Guichet unique : le tremplin CARNOT I2C
Transferts technologiques du secteur académique vers l’industrie
montages de projets, valorisations par des brevets
Constitution d’un consortium de chercheurs compétents par projet de
recherche du partenaire industriel
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Conclusion: les axes de recherche aujourd’hui
L’amélioration les performances passe par :
percolations
métallofluides
nanocomposites
polymères conjugués
encres conductrices
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changer la structure
organisation à l’échelle
moléculaire
auto-assemblage
métallopolymères
mise en forme
lithographie
photolithographie
couches minces
modification d’électrode
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Les applications des polymères conducteurs dans l’industrie
Webconférence organisée sur projaction, 30 juin 2017
Dr. Cyprien LEMOUCHI
[email protected]
Merci pour votre attention
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