Thèse Complexes Anioniques à Transition de Spin pour la Conception de Matériaux Multifonctionnels H/F

Université Paris-Saclay GS Chimie

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie
École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes
Laboratoire de recherche : Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay
Direction de la thèse : Antoine TISSOT ORCID 0000000315287641
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-31T23:59:59

La capacité à produire en toute sécurité et à faible coût des matériaux de haute technologie dotés de propriétés multifonctionnelles est un facteur déterminant du rythme de l'innovation dans pratiquement tous les domaines de l'ingénierie des matériaux. À cette fin, les matériaux moléculaires qui présentent des fonctionnalités commutables par le biais de transitions de phase constituent une classe prometteuse de matériaux intelligents. Ils sont capables de réagir à un stimulus avec une réponse détectable et d'exister dans deux états (ou plus) physiquement différents qui peuvent être sélectionnés à volonté en fonction de l'application concernée. Par conséquent, les matériaux intelligents multifonctionnels, capables de traiter des fonctions multiples, ont un potentiel énorme pour transformer les performances des nouveaux systèmes durables en réduisant la taille, le poids, le coût et la consommation d'énergie des matériaux piézoélectriques, à mémoire de forme, magnétocaloriques, chromoactifs ou photoactifs, entre autres, tout en améliorant l'efficacité, la sécurité et la polyvalence. Parmi les nombreuses classes de matériaux intelligents, les composés à transition de spin (TS) sont intrinsèquement multifonctionnels car ils présentent un changement entre deux configurations électroniques sous l'effet de stimuli externes, avec un possible effet de mémoire. Ce changement les rend intéressants pour une intégratio dans des dispositifs électroniques, optoélectroniques ou mécaniques, ainsi que dans des mémoires moléculaires ou des capteurs.
La plupart des composés à transition de spin existants sont jusqu'à présent basés sur des unités de construction cationiques ou neutres. Ce projet vise à synthétiser des complexes de commutation de spin anioniques qui seront ensuite utilisés pour la conception de matériaux multifonctionnels. Pour ce faire, nous allons associer les complexes à TS à des groupes anioniques (carboxylates, sulfonates...) afin d'obtenir des complexes anioniques. Ce changement de charge électronique du complexe par rapport à la plupart des composés connus pourrait conduire à un nouveau type d'empilements cristallins et, par conséquent, à des comportements de commutation inattendus. De plus, les complexes anioniques synthétisés dans le projet seront utilisés comme unités de construction qui pourraient s'auto-assembler pour donner naissance à des structures ouvertes, ou seront insérés dans des solides poreux tels que les Metal-Organic Frameworks grâce à leur capacité à lier des cations métalliques.

Obtention de nouveaux matériaux multifonctionnels basés sur une stratégie de synthèse innovante

Synthèse et étude de complexes à transition de spin anioniques
Utilisation de ces complexes pour le design de matériaux

1/ Synthèse de nouveaux complexes anioniques
2/ Greffage des complexes au sein de structures poreuses de type Metal Organic Frameworks
3/ Evaluation des propriétés de commutation des solides
4/ Exploitation des solides poreux commutables pour la détection