Functional Porous Materials based on switchable molecular units

Allocation post-doctorale, 12 mois, AAP 2017-1

Equipe : ERMMES, Institut Parisien de Chimie Moléculaire (IPCM)

Porteur : Rodrigue Lescouëzec

Résumé :

Le but de ce projet est de créer une nouvelle famille de matériaux poreux à partir d’une approche de chimie douce (réactions à des températures modérées et à pression ambiante) basée sur l’assemblage de molécules complexes préformées. Plus précisément, les matériaux poreux que nous visons seront capables d’interagir avec leur environnement et d’émettre un signal sous l’application d’un stimulus (d’une perturbation extérieure). Le stimulus peut être de nature chimique, tel que l’insertion d’une molécule dans la structure poreuse, ou il peut être de nature physique, par exemple un changement de température ou de pression, l’application d’un champ électrique, etc. Sous l’effet de ces perturbations extérieures, les matériaux conçus subiront un changement dans leurs propriétés électroniques qui pourra se traduire par un changement de couleur ou un changement de l’état magnétique facilement détectable. Ainsi ces matériaux pourront servir par exemple comme capteurs de petites molécules ou d’ions.

La stratégie de synthèse développée dans ce projet se base sur l’assemblage contrôlé de briques moléculaires commutables et de connecteurs organiques. Les briques commutables utilisées sont des cages polymétalliques qui sont capables de piéger des cations (tel que le Cs+ ou le Tl+). Par ailleurs elles peuvent réagir à toute sorte de stimuli, de perturbation physiques, ou de perturbations dans leur environnement proche. Elles Ce sont donc elles qui confèrent aux matériaux ses propriétés de commutation. Les connecteurs organiques permettent quant à eux de contrôler l’architecture tri-dimensionelle du réseau. Ils peuvent être plus ou moins longs, plus ou moins rigides et permettent donc de moduler la porosité et les propriétés mécaniques des matériaux obtenus.

Dans ce projet, des approches de synthèse seront adaptées afin d’obtenir également les matériaux sous forme de nano-particules. Le but est ici d’étudier l’influence de la taille des particules sur les propriétés physiques et d’optimiser les propriétés de commutation.

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