Particules coeur-couronne comme briques pour la formation de composites bio-inspirés – CoMiCs

Ce projet de recherche se focalise sur la synthèse de particules anisotropes cœur-couronne pour la formation de matériaux
composites hiérarchiques bio-inspirés, ou nacres artificielles. Les cœurs d’oxyde métalliques (zircone stabilisée à l'yttrium (YSZ), SiO2…) seront synthétisés en solution par mécanismes d’auto-assemblage en présence d’un agent structurant (tensioactif, polymère…), afin de pouvoir contrôler et ajuster l’anisotropie des particules. La couronne est composée d’un polymère avec des propriétés innovantes pour le composite (poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM)), synthétisée par polymérisation radicalaire en présence des cœurs anisotropes. Nous étudierons leur comportement en suspensions, notamment leurs propriétés rhéologiques, en fonction de la concentration et de la présence d’additifs (modificateurs de rhéologie, photo-initiateurs…) afin de former des encres pour l’impression 3D. Nous étudierons également l’effet de la concentration, le cisaillement ou d’autres stimuli (champ électriques ou magnétiques) sur l’orientation des particules dans les encres. Les nacres artificielles seront obtenues par deux méthodes d’impression 3D (le direct ink writing DIW, une méthode d’extrusion, et le digital light processing, qui utilise la stéréolithographie) et nous étudierons leurs propriétés optiques (pour les nacres thermosensibles de SiO2/PNIPAM) ou mécaniques (pour les nacres YSZ/PMMA de haute ténacité).