Contrôle par la lumière des propriétés mécaniques de films polymère: application au domaine de l'électronique flexible – PhotoPrint

L’application des produits électroniques flexibles va prendre de plus en plus de place dans notre vie de tous les jours. Chaque mois, un nouveau système imprimé émerge de l’industrie électronique flexible et la croissance économique ne ralentit pas avec un marché qui devrait atteindre 100 milliard de $ en 2025. C’est pourquoi tout progrès dans le développement de tels matériaux pouvant être fabriqués à grande cadence et à un coût relativement bas est important. Il existe également une demande croissante dans l'industrie pour des matériaux / revêtements intelligents qui présentent des propriétés avancées permettant au revêtement de réagir aux changements environnementaux. Les matériaux sensibles à la lumière dans lesquels une réponse rapide et réversible peut être obtenue présentent un intérêt particulier. Par conséquent, tout développement de matériaux photosensibles pouvant offrir la possibilité d’apporter de nouvelles propriétés réversibles représentent un défi pour la recherche.

Objectifs
Les polymères photosensibles choisis pour ce projet sont des copolymères à blocs polyéthylène téréphtalate (PET) et type azobenzène (azopolymère). Pour certains azopolymères, la photo-isomérisation trans-cis induit une modification réversible de la température de transition vitreuse conduisant à une transition de phase solide à liquide réversible (RSLPT).
Le premier objectif du projet PhotoPrint est de démontrer l'application potentielle de la transition de phase solide à liquide réversible des azopolymères dans l'industrie électronique flexible en mettant l'accent sur le processus d'impression et les propriétés d'auto-guérison.
Le deuxième objectif, plus théorique, est de clarifier les relations structure / propriétés permettant le contrôle du RSLPT en étudiant l'influence de la structure chimique du copolymère bloc azo-PET à l'aide d'une technique de caractérisation originale basée sur la spectroscopie de force AFM.

Originalités et nouveautés de la proposition
Théorique : 1) Première étude systématique sur l’impact de la structure du polymère sur le mécanisme de RSLPT. 2) Premières études de la RLSPT sur des revêtements et films minces grâce à des méthodes de mesure in situ basée sur la microscopie à force atomique (AFM)
Applicative : 1) Première synthèse de polymère à base PET montrant des propriétés de RSLPT 2) Première application de la RSLPT pour l’optimisation de l’impression flexible

Impact attendu
L'électronique flexible est de plus en plus intégrée dans les objets de tous les jours. Par conséquent, tout progrès dans ce domaine aura des impacts sociaux et économiques élevés. D’ailleurs, une grande entreprise a déjà manifesté son intérêt pour les applications des polymères azopolymères qui seront conçues dans le cadre du projet Photoprint.
Scientifiquement, la compréhension du processus de RSLPT dans les azopolymères est un sujet scientifique compétitif dans la communauté des matériaux. Le succès de ce projet devrait aboutir à la publication de plusieurs articles (synthèse, contrôle des propriétés de surface) ainsi qu’au dépôt de brevets (synthèse).

Organisation et mise en œuvre
Le succès du projet PhotoPrint est garanti par le regroupement des compétences et expériences complémentaires d'équipes de recherche reconnues : chimistes organiciens (IMMM), chimistes des polymères (IPREM), spécialistes de la préparation et de la caractérisation de films polymères (IMMM, IRDL) et experts des procédés d'impression (LG2P).
La forte implication du coordinateur (67% de son temps de recherche) est également une garantie de bonne gestion du projet. La demande de financement (432k €) est conforme aux offres de l'ANR et prend en compte les coûts estimés pour chaque partenaire et nécessaires à la réalisation des objectifs du projet.