L’axe thématique Membranes, Revêtements, Dispersions regroupe 11 C/EC et 2 ITA/BIATSS, ce qui représente 5,7 ETP, se concentre sur l’élaboration de matériaux innovants, le développement instrumental et l’étude des propriétés en lien avec des applications pour l’énergie, l’environnement ou la santé. Il rassemble des spécialistes dans le domaine de l’électrochimie, de l’élaboration et la caractérisation des matériaux ainsi que dans l’étude des colloïdes et de leurs interfaces. Un point fort de cet axe est de fédérer des chercheurs ayant une expérience reconnue dans l’étude de phénomènes aux interfaces (nano-structuration, adsorption, fonctionnalisation, transport) et dans la maîtrise de techniques électrochimiques en solution et à l’état solide.
Les activités de recherche de cet axe sont menées dans le cadre de projets collaboratifs nationaux ou internationaux ainsi que dans le cadre de contrats avec l’industrie ou avec des EPICs. L’objectif est de (i) contribuer à l’amélioration des propriétés de membranes et de matériaux d’électrodes pour des applications en piles à combustibles, micro-batteries ou électrocatalyse, (ii) élaborer des revêtements stables pour des applications anticorrosion ou biocompatibles et (iii) maîtriser la stabilité des dispersions pour des utilisations telles quelles ou pour élaborer des matériaux précurseurs nécessaires à l’optimisation de revêtements, membranes ou matériaux poreux. Ce dernier point, lien dispersions/matériaux, est un objectif de ce projet qui ambitionne de renforcer la cohérence des activités sur cette thématique.
Les techniques d’élaboration de cet axe reposent sur des dispositifs de mise en forme disponibles au sein de l’Unité. La réalisation de membranes solides nanoporeuses à base d’ionomères, c'est-à-dire de polymères conducteurs ioniques à nanoséparation de phases contenant des groupements ioniques greffés sur des chaînes macromoléculaires, utilise par exemple des techniques de coulage, de spin coating, d’électrofilage ou encore d’électropolymérisation. Il en est de même pour l’électrosynthèse, l’anodisation ou encore la pulvérisation cathodique utilisées pour l’élaboration de revêtements ou de couches minces (entre autres ionomères et matériaux biocompatibles). C’est le cas enfin pour la production, par ice-templating, de matériaux nanostructurés poreux à partir de dispersions composées de nanoparticules modifiées ou fonctionnalisées.
L’optimisation de toutes ces techniques offre des perspectives originales. C’est le cas par exemple de la préparation de membranes dont la nano-séparation des phases (membranaires) pourrait être mieux contrôlée ou encore pour l’élaboration d’électrodes catalytiques ou de revêtements dont la nano-structuration reste encore par bien des aspects problématiques. Il en est de même pour l’utilisation de dispersions colloïdales pour lesquelles l’enjeu est un meilleur contrôle des propriétés structurales des matériaux élaborés par ice-templating, notamment en termes de porosité, de tortuosité et de résistance mécanique. Tous ces travaux se fondent sur des collaborations anciennes ou en devenir. Ces dernières seront naturellement développées en leur attribuant, si nécessaire, un soutien prioritaire. L’objectif est de maintenir la forte attractivité et la visibilité nationale et internationale