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 document interdit à la reproduction, impression 2 31 45 28 86 Les applications des polymères conducteurs dans l’industrie document interdit à la reproduction, impression Plan de la webconférence 0 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 document interdit à la reproduction, impression A quoi ça sert ??? applications industrielles 2 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications document interdit à la reproduction, impression Une définition 3 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications document interdit à la reproduction, impression Les principales familles 4 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications document interdit à la reproduction, impression La dimensionnalité 5 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications document interdit à la reproduction, impression Les formes 6 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications Une classification en 4 étages document interdit à la reproduction, impression n 7 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications La structure électronique document interdit à la reproduction, impression à l’état neutre ce sont des semi-conducteurs Eg > 2 eV : isolant Eg ≈1-2 eV : semi-conducteur Eg ≈ 0 eV : conducteur 8 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications La trois grands types de propriétés hν hν’ propriétés optiques document interdit à la reproduction, impression 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 9 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications Comment moduler les propriétés? propriétés électroniques propriétés opto-électroniques propriétés optiques document interdit à la reproduction, impression 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 10 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications La trois grands types de propriétés propriétés optiques document interdit à la reproduction, impression absorption fluorescence phosphorescence propriétés électroniques conductivité électrique propriétés opto-électroniques propriétés optiques + propriétés électroniques 11 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 document interdit à la reproduction, impression Exemple : 12 document interdit à la reproduction, impression Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications 13 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications document interdit à la reproduction, impression A quoi ça sert ??? 14 Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications Les domaines d’application document interdit à la reproduction, impression matériaux affichages biologie L’énergie L’aéronautique 15 document interdit à la reproduction, impression Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications 16 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, document interdit à la reproduction, impression 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 17 l’aéronautique L’utilisation des polymères conjugués conducteurs (PC) L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques matériaux conducteurs légers document interdit à la reproduction, impression radars batteries rechargeables capteurs température/chimique éclairage OLEDs boucliers thermiques boucliers éléctromagéntiques EMI les puces RFI dissipateur d’énergie électrostatique 18 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 document interdit à la publication boucliers thermiques boucliers éléctromagéntiques EMI les puces RFI dissipateur d’énergie électrostatique 19 l’aéronautique Les boucliers électromagnétiques (EMI) L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques un nombre croissant d’appareils électroniques document interdit à la reproduction, impression 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 20 l’aéronautique Les boucliers électromagnétiques (EMI) L’aéronautique & l’aérospatial : les nouveaux matériaux électroniques matériaux : -ferroélectriques/ferromagnétiques -composites ‘ferrofluides’ document interdit à la reproduction, impression 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 21 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 document interdit à la reproduction, impression 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 22 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 document interdit à la reproduction, impression rapide et peu couteux source : http://bfmbusiness.bfmtv.com puce RFI 23 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 document interdit à la reproduction, impression analyser en temps réel : Les agents chimiques/biologiques La température/la pression La formation de glace l’oxygène/humidité L’énergie électrostatique 24 document interdit à la reproduction, impression Polymères Conjugués les propriétés polymères conducteurs polymère propriété? les applications 25 document interdit à la reproduction, impression 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 26 Conclusion: les axes de recherche aujourd’hui L’amélioration les performances passe par : percolations métallofluides nanocomposites polymères conjugués encres conductrices document interdit à la reproduction, impression changer la structure organisation à l’échelle moléculaire auto-assemblage métallopolymères mise en forme lithographie photolithographie couches minces modification d’électrode 27 Les applications des polymères conducteurs dans l’industrie Webconférence organisée sur projaction, 30 juin 2017 Dr. Cyprien LEMOUCHI [email protected] Merci pour votre attention
