SURFACE

Ce projet concerne l’acquisition d’un microscope à force atomique (AFM) couplé à un microscope électrochimique à balayage (SECM) et plusieurs modes complémentaires pour des caractérisations nanomécaniques et électriques de la surface de divers matériaux, ainsi que l’imagerie d’interfaces solide/liquide. L’équipe de recherche qui coordonne ce projet (ESPCI/IMAP) est une équipe dont les activités se concentrent sur le développement et la caractérisation multi-physique de matériaux poreux fonctionnels et leurs applications dans les domaines de la santé (délivrance de médicaments, biomatériaux), de l’énergie (batteries, hydrogène,…) et de l’environnement (capture du CO2, détection,…).

Parmi ces différents domaines d’application, nous travaillons sur le développement d’interfaces électrochimiques avec des propriétés électrocatalytiques en vue d’applications industrielles dans le domaine de l’énergie (principalement autour d’un ensemble de réactions à fort intérêt sociétal telles que la dissociation de l’eau pour la production d’hydrogène vert, la réduction du CO2 pour la production de carburants de synthèse et l’insertion de lithium pour les batteries et le stockage électrochimique de l’énergie). Dans le cadre de diverses collaborations locales, nationales et internationales, et dans le cadre de la stratégie nationale de décarbonation (PEPR H2, PEPR DIADEM, …), l’un des principaux axes de recherche de l’équipe est la construction, la caractérisation et l’optimisation de nouvelles interfaces électrochimiques bidimensionnelles par matériaux nanostructurés constitués de complexes de métaux de transition ou de particules nanostructurées aux propriétés électro-catalytiques.

La difficulté réside dans la maîtrise de la formation d’agrégats moléculaires à topologie contrôlée, la mise en évidence de la structure, de l’ordre et la mesure des propriétés électrochimiques in situ et à l’échelle locale afin de pouvoir corréler structure et propriétés. Seules les techniques modernes d’analyse combinant la microscopie à force atomique et la microscopie électrochimique à balayage permettent de travailler sur des objets suffisamment bien structurés et caractérisés pour comprendre les mécanismes de transfert de charge entre le substrat et les centres réactionnels.