Doctorant·e en amélioration de la transformabilité et des performances mécaniques des vitrimères (H/F)

L’équipe CDM s’intéresse particulièrement à une classe de matériaux appelée vitrimères [1,2], qui sont des réseaux permanents de chaînes polymères réticulées par des liaisons covalentes dynamiques. Ces matériaux sont fascinants car ils offrent une combinaison attrayante de propriétés physiques. Par exemple, ils se comportent comme des thermodurcissables aux températures d’utilisation, mais s’écoulent comme des verres vitreux aux températures de transformation. Ils présentent généralement une excellente résistance aux solvants, une recyclabilité, une capacité à être remodelés et soudés, ce qui en fait des cibles intéressantes dans le cadre de la réalisation d’une économie circulaire des
plastiques.

Bien que des progrès considérables aient été réalisés dans la synthèse et la caractérisation des vitrimères, de nombreux défis persistent [2]. Par exemple, les vitrimères ont tendance à être difficiles à transformer par fusion (par exemple, par extrusion) en raison de leur viscosité élevée. Avec les méthodes conventionnelles, il est difficile de surmonter le compromis entre une bonne aptitude à la transformation à l’état fondu et des performances mécaniques élevées.
Dans ce projet, nous explorerons de nouvelles approches basées sur la chimie supramoléculaire pour concevoir des vitrimères visant à améliorer à la fois leur transformabilité à haute température et leurs performances à température
d’utilisation. Le projet sera hautement interdisciplinaire, car il englobera la synthèse organique, la synthèse/modification de polymères, l’assemblage supramoléculaire, la chimie physique et la science des matériaux.
Nous prévoyons d’étudier la composition, la structure et les performances de nos nouveaux matériaux grâce à l’application créative de nombreuses techniques analytiques, notamment : la diffraction des rayons X (WAXS, SAXS,
XRD), la microscopie (MO, AFM, MET, MEB), la spectroscopie (RMN, FTIR, UV-visible, dichroïsme circulaire), la rhéologie, la calorimétrie (DSC, ATG), et les essais mécaniques (DMA, essais de traction).
[1] Roettger, M.; Domenech, T.; van der Weegen, R.; Breuillac, A.; Nicolaÿ, R.; Leibler, L. Science
2017, 356, 62-65.
[2] Van Zee, N. J.; Nicolaÿ, R. Prog. Polym. Sci. 2020, 104, 101233

Profil recherché :
Connaissances et qualités recherchées : Le ou la candidat(e) doit être hautement motivé(e) et s’intéresser à la chimie des polymères, à la chimie supramoléculaire, ainsi qu’à la transformation et à la caractérisation des polymères.
La personne candidate devra être titulaire d’un master 2 en chimie ou d’un diplôme équivalent permettant une inscription en doctorat

L'employeur :
L’ESPCI Paris – PSL (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris) est une école d’ingénieurs généraliste qui forme, depuis 1882, des ingénieurs de rupture, adaptables et créatifs, dotés d’un solide
bagage théorique et expérimental, conscients des enjeux de la société.
Elle est intégrée à un centre de recherche reconnu internationalement en physique, chimie et biologie (500 publications par an). Elle est connue pour sa capacité à transformer les connaissances issues de la recherche fondamentale en
innovations de rupture (2 brevets par mois, 3 start-ups par an).

Distinguée par 6 Prix Nobel, elle accueille 400 élèves-ingénieurs, 530 chercheurs (dont 250 doctorants et 100 post-doctorants) dans 10 unités mixtes de recherche et environ 100 agents des fonctions support de la recherche et de
l’enseignement.
Depuis sa création, l’ESPCI n’a cessé de mobiliser ses forces et compétences au service de sujets sociétaux majeurs et de défendre l’importance de la science au service de la société. L’environnement, la solidarité, la santé, l’accès et
l’ouverture au savoir sont des enjeux que l’ESPCI s’est engagée à prendre en compte dans son quotidien tout en contribuant à les faire avancer. L’ESPCI défend l’égalité des chances et promeut la diversité sociale. Elle encourage et
valorise l’engagement, notamment associatif, de ses étudiants.
Descriptif du service
Cette thèse de doctorat se déroulera au sein de l’équipe Chimie et Design Macromoléculaire (CDM) du laboratoire Chimie Moléculaire, Macromoléculaire, Matériaux (C3M, UMR 7167). Le laboratoire C3M s’intéresse largement à la
conception, la synthèse et l’étude de matériaux organiques, polymères et composites organisés à différentes échelles de longueur, avec un intérêt particulier pour le développement de nouveaux matériaux dans le cadre de partenariats industriels. L’équipe CDM se concentre sur des thèmes tels que les vitrimères, les réseaux covalents dynamiques, les matériaux stimulables, les structures hiérarchiques, la modification post-polymérisation et la chimie supramoléculaire.
Le project sera encadré par Nathan Van Zee et Renaud Nicolaÿ.