Les matériaux à base de carbone suscitent un énorme intérêt en raison de la combinaison de propriétés physiques et chimiques uniques (conductivité électrique, propriétés optiques…) leur permettant d’être utilisés dans un grand nombre de technologies. Dans ce contexte, notre équipe s’intéresse à l’élaboration de nouvelles voies de synthèse, à la structuration et à la caractérisation de molécules ou macromolécules riches en carbone (polymères Pi-conjugués) et de matériaux carbonés (nanotubes, carbone poreux…) ainsi que leurs applications dans le domaine de l’énergie (batteries, biopiles, cellules solaires, OLEDs…) ou la santé (capteurs).
L’efficacité de ces dispositifs étant intimement liée à la morphologie et aux propriétés optoélectroniques, un contrôle simultané de ces deux paramètres constitue un point essentiel pour l’amélioration de leurs performances. Afin d’obtenir un tel contrôle, nous utilisons l’ingénierie moléculaire, macromoléculaire et cristalline pour manipuler la conformation, l’orientation ou la dimensionnalité des molécules et des polymères ainsi que la structuration des matériaux carbonés. L’utilisation de précurseurs biosourcés (polysaccharides, tannins) pour l’élaboration de matériaux carbonés et de nanocomposites carbone-oxyde durables constitue également un sujet important dans notre équipe.
Principaux domaines de recherches
- Ingénierie cristalline, moléculaire et macromoléculaire de systèmes pi-conjugués : siloles, polythiophènes, polydiacétylènes, polyfluorènes…
- Conception de matériaux actifs pour cellules solaires, OLEDs, capteurs
- Conversion de biomasse lignocellulosique en carbones poreux : carbonisation hydrothermale/ionothermale, activation chimique, pyrolyse
- Carbones et colloïdes : suspensions colloïdales nanocarbones-(bio)polymères, émulsions de Pickering, hydrogels, cryogels et aerogels carbonés
Publications choisies
- (1) Sustainable carbon materials , M.-M. Titirici, R. J. White, N. Brun, V. L. Budarin, D. S. Su, F. del Monte, J. H. Clark, M. J. MacLachlan, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 250-290.
- (2) Self-Assembled Conjugated Polyelectrolyte-Surfactant Complexes as Efficient Cathode Interlayer Materials for Bulk Heterojunction Organic Solar Cells, M. Chevrier, J. E. Houston, J. Kesters, N. Van den Brande, A. E. Terry, S. Richeter, A. Mehdi, O. Coulembier, P. Dubois, R. Lazzaroni, B. Van Mele, W. Maes, R. C. Evans, S. Clément, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 23905-23916.
- (3) Metal oxides and polysaccharides: an efficient hybrid association for materials chemistry, B. Boury, S. Plumejeau, Green Chem. 2015, 17, 72-88.
- (4) 2,5-Thiophene Substituted Spirobisiloles - Synthesis, Characterization, Electrochemical Properties and Performance in Bulk Heterojunction Solar Cells , K. Amro, A. K. Thakur, J. Rault-Berthelot, C. Poriel, L. Hirsch, W. E. Douglas, S. Clément, P. Gerbier, New J. Chem. 2013, 37, 464-473.
- (5) Azole-functionalized diacetylenes as precursors for nitrogen-doped graphitic carbon materials, K. Fahsi, S. G. Dutremez, A. Vioux, L. Viau, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 4451-4461.
Collaborations (hors ICGM)
- Dr.Cyril Poriel, Dr. Joëlle Rault-Berthelot (Université de Rennes 1)
- Pr. Philippe Dubois, Pr. Roberto Lazzaroni, Dr. Mathieu Surin (Université de Mons, Belgique)
- Dr. Rachel C. Evans (Trinity College, Dublin)
- Dr. Lionel Hirsch (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système, Bordeaux)
- Dr. Johann Bouclé (Université de Limoges)
- Pr. Wouter Maes (Université d’Hasselt, Belgique)
- Dr. Sophie Tingry (IEM, Montpellier)
- Pr. Eric Dubreucq, Dr. Jullien Drone (IATE, Montpellier)
Financements
UM, CNRS, LABEX Chemisyst, Europe (Porous4App).
