Postée il y a 5 heures
Ce poste porte sur le développement de nouveaux matériaux hybrides à base de matériaux poreux (metal organic frameworks / réseaux métallo-organiques, MOFs) et de cellulose pour les générateurs triboélectriques. Les nanogénérateurs triboélectriques, rapportés pour la première fois en 2012, convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique. L'utilisation de matériaux biosourcés tels que la cellulose vise à obtenir des dispositifs plus flexibles et respectueux de l'environnement.
Une tâche clé sera la synthèse et la caractérisation des MOFs. Des méthodes innovantes pour l'assemblage d'électrodes de type nanopaper-MOFs seront mises au point. Les MOFs présentent des pores et des fonctions chimiques spécifiques, ainsi leur incorporation dans du nanopapier devrait améliorer les performances énergétiques des dispositifs grâce à des effets liés à la charge de surface, à la topographie, et aux propriétés diélectriques. Les principaux défis incluent l'amélioration de la densité de charge et la durabilité (mécanique, triboélectrique). Il sera établi si, et comment, les MOFs sont capables de moduler et d'améliorer les propriétés (tribo)électriques, afin de donner naissance à une nouvelle génération de dispositifs de récupération d'énergie (energy harvesting).
Activités
Les principales tâches expérimentales :
• Synthèse des MOFs (réseaux métallo-organiques / metal organic frameworks)
• Assemblage, caractérisation et optimisation de structures papier-MOFs intégrant des nano/microfibrilles de cellulose.
• Mesure des propriétés et analyse des données : porosité, densité de charge, polarité, morphologie, stabilité (mesures macroscopiques et microscopiques)
• Élaboration de prototypes de nanogénérateurs, avec évaluation des performances via des mesures tribométriques et par des tests d’alimentation de dispositifs LED.
Techniques de caractérisation :XRD en poudre, spectroscopie Raman, FTIR, MEB-EDX, TEM, microscopie à force latérale et électrique (probe techniques), tribomètre électrique, faraday cup, l'analyse BET, mesures mécaniques
Responsabilités :
• Rédaction d'un rapport hebdomadaire, préparation des rapports d'analyse et des protocoles des méthodes vers des publications scientifiques
• Intégration de nouvelles techniques d'analyse, interprétation des résultats d'analyse
• Présentation des résultats aux partenaires et lors des congrès (y compris PolyNat Carnot)
Compétences
• formation en chimie, chimie des matériaux, chimie physique
• expérience pratique en MOFs, expérience dans les techniques de sonde de type AFM serait appréciée.
• capacité à travailler de manière autonome et en équipe.
Contexte de travail
Ce travail de recherche est financé par le PolyNat Carnot. Il sera réalisé au Département de Chimie Moléculaire (DCM, UMR 5250) à l'Université Grenoble Alpes au sein de l'équipe BioCEN (Bioélectrochimie, Capteurs, l'Énergie et les Nanomatériaux) en collaboration avec le CERMAV. Ce projet sera réalisé avec le PI, Dr. Andrew GROSS (Chargé de recherche, BioCEN) et co-PI, Dr. Franck DAHLEM (Maître de Conférences, équipe SPG, Structure and properties of glycomaterials, CERMAV). Ce projet bénéficie également d'une troisième partenaire à Grenoble, le Centre Technique du Papier (CTP, B. Dhuiege, V. Meyer) pour les matériaux cellulosiques et leurs caractérisations. Les laboratoires de caractérisations triboélectriques et de synthèse des matériaux sont situés dans le même bâtiment. Les bâtiments du CERMAV, du DCM et du CTP sont à quelques minutes à pied les uns des autres.
L'équipe BioCEN de la DCM possède une grande expertise dans le développement de matériaux nanostructurés et conducteurs pour les dispositifs de génération d'énergie et les capteurs électrochimiques. En 2020, l'équipe a cofondé la start-up BeFC, dédiée aux biopiles à base de papier pour la récupération d'énergie, issue d'un projet PolyNat tel que celui-ci. Le Dr Gross a été un membre clé de ce projet et, ces dernières années, a poussé le développement de MOFs (Metal Organic Frameworks) pour les applications liées à l'énergie et les biocapteurs.
Franck Dahlem, de l'équipe Structure et Propriétés des GlycoMatériaux (SPG), est chercheur en physique de l'état solide, avec une expertise en microscopie locale, nanopaper et triboélectricité. Il travaillera sur cette partie du projet. Il a déjà co-dirigé une thèse sur la nanopiézotronique (PENG), participe à l’ANR NanoFlex, et développe actuellement des TENG à base de cellulose.
Le Département de Chimie Moléculaire (DCM) de Grenoble est une unité mixte de recherche (UMR 5250) associant le CNRS et l’Université Grenoble Alpes. Le DCM a été créé le 01 Janvier 2007 suite à la fusion du Laboratoire d’Électrochimie Organique et de Photochimie Redox (LEOPR, UMR 5630) et du Laboratoire d’Études Dynamiques et Structurales de la Sélectivité (LEDSS, UMR 5616). A ce jour, le DCM mobilise environ 150 personnes dont les orientations scientifiques sont tournées vers les grands thèmes sociétaux : santé et bien-être, et nouvelles énergies, sans oublier les aspects fondamentaux . L'équipe multinationale BioCEN se compose de 4 chercheurs CNRS, 3 maîtres de conférences, et 2 ingénieurs CNRS
Le CERMAV est leader dans les glycosciences en Europe et les activités des cinq équipes de recherche, dans différents aspects des glycosciences, répondent ainsi aux grands défis sociétaux dans les domaines de la santé humaine, des énergies émergentes et des matériaux pour les nouvelles technologies. En outre, l’unité apporte une contribution importante à la formation par la recherche pour préparer les étudiants et les jeunes ingénieurs et chercheurs vers le monde professionnel, industriel et académique.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Ce travail de recherche est financé par le PolyNat Carnot. Il sera réalisé au Département de Chimie Moléculaire (DCM, UMR 5250) à l'Université Grenoble Alpes au sein de l'équipe BioCEN (Bioélectrochimie, Capteurs, l'Énergie et les Nanomatériaux) en collaboration avec le CERMAV. Ce projet sera réalisé avec le PI, Dr. Andrew GROSS (Chargé de recherche, BioCEN) et co-PI, Dr. Franck DAHLEM (Maître de Conférences, équipe SPG, Structure and properties of glycomaterials, CERMAV). Ce projet bénéficie également d'une troisième partenaire à Grenoble, le Centre Technique du Papier (CTP, B. Dhuiege, V. Meyer) pour les matériaux cellulosiques et leurs caractérisations. Les laboratoires de caractérisations triboélectriques et de synthèse des matériaux sont situés dans le même bâtiment. Les bâtiments du CERMAV, du DCM et du CTP sont à quelques minutes à pied les uns des autres.
L'équipe BioCEN de la DCM possède une grande expertise dans le développement de matériaux nanostructurés et conducteurs pour les dispositifs de génération d'énergie et les capteurs électrochimiques. En 2020, l'équipe a cofondé la start-up BeFC, dédiée aux biopiles à base de papier pour la récupération d'énergie, issue d'un projet PolyNat tel que celui-ci. Le Dr Gross a été un membre clé de ce projet et, ces dernières années, a poussé le développement de MOFs (Metal Organic Frameworks) pour les applications liées à l'énergie et les biocapteurs.
Franck Dahlem, de l'équipe Structure et Propriétés des GlycoMatériaux (SPG), est chercheur en physique de l'état solide, avec une expertise en microscopie locale, nanopaper et triboélectricité. Il travaillera sur cette partie du projet. Il a déjà co-dirigé une thèse sur la nanopiézotronique (PENG), participe à l’ANR NanoFlex, et développe actuellement des TENG à base de cellulose.
Le Département de Chimie Moléculaire (DCM) de Grenoble est une unité mixte de recherche (UMR 5250) associant le CNRS et l’Université Grenoble Alpes. Le DCM a été créé le 01 Janvier 2007 suite à la fusion du Laboratoire d’Électrochimie Organique et de Photochimie Redox (LEOPR, UMR 5630) et du Laboratoire d’Études Dynamiques et Structurales de la Sélectivité (LEDSS, UMR 5616). A ce jour, le DCM mobilise environ 150 personnes dont les orientations scientifiques sont tournées vers les grands thèmes sociétaux : santé et bien-être, et nouvelles énergies, sans oublier les aspects fondamentaux . L'équipe multinationale BioCEN se compose de 4 chercheurs CNRS, 3 maîtres de conférences, et 2 ingénieurs CNRS
Le CERMAV est leader dans les glycosciences en Europe et les activités des cinq équipes de recherche, dans différents aspects des glycosciences, répondent ainsi aux grands défis sociétaux dans les domaines de la santé humaine, des énergies émergentes et des matériaux pour les nouvelles technologies. En outre, l’unité apporte une contribution importante à la formation par la recherche pour préparer les étudiants et les jeunes ingénieurs et chercheurs vers le monde professionnel, industriel et académique.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques
La langue de travail peut être l'anglais et/ou le français selon le candidat. Les équipes évoluent dans un environnement international.
Le poste se situe dans un zone à régime restrictif (ZRR) relevant de la protection du potentiel scientifique et technique, et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du ministre sectoriel concerné.
La langue de travail peut être l'anglais et/ou le français selon le candidat. Les équipes évoluent dans un environnement international.
Le poste se situe dans un zone à régime restrictif (ZRR) relevant de la protection du potentiel scientifique et technique, et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du ministre sectoriel concerné.