ANISOTHERM

Ce projet concerne la fabrication de nouveaux matériaux polymères thermoélectriques (TE) et vise à explorer comment la mise en forme de ces matériaux en jouant sur leur cristallisation, orientation et dopage contrôlé, permet d’amplifier les propriétés thermoélectriques. Le projet est organisé autour de quatre tâches :
i) la synthèse de nouvelles architectures macromoléculaires de polymères semi-conducteurs de type n- et p- permettant un dopage contrôlé
ii) l’élaboration de films polymères TE anisotropes par combinaison de brossage à haute température et dopage contrôlé (en phase vapeur et solution ainsi que par dopage électrochimique)
iii) l'étude structurale des films orientés et dopés
iv) la détermination des propriétés de conductivité et thermoélectriques des films polymères anisotropes.
Ainsi, on établira les corrélations structure-propriétés TE pour des systèmes modèles très organisés de polymères conducteurs anisotropes, ce qui permettra d'atteindre une meilleur compréhension des processus physiques gouvernant les propriétés TE dans ces matériaux. Ce projet permettra ainsi d’obtenir des nouveaux matériaux polymère TE anisotropes ayant des efficacités atteignant ZT=0.1-0.2.
L’originalité de ce projet provient de la nouvelle méthode de fabrication des films polymères conducteurs orientés qui est basées sur des étapes successives indépendantes et pouvant être précisément contrôlées. La preuve de concept de cette méthode a été récemment démontrée par l’un des partenaires de ce projet. D’un point de vue des matériaux, ce projet permettra d’obtenir des polymères conjugués et dopés de type n- et p- stables en conditions ambiantes. Le projet visera l’intercalation ordonnée de dopants dans la structure des polymères semi-conducteurs en préservant leur cristallinité élevée qui devrait ainsi permettre d'améliorer les performances TE. Pour ce faire, le projet pluridisciplinaire implique quatre laboratoires ayant des expertises parfaitement complémentaires en synthèse macromoléculaire (ICPEES et PCM2E), croissance contrôlée de films minces et études structurales de polymères (ICS), dopage électrochimique contrôlé (PCM2E) et détermination des propriétés de transport de charge et thermoélectriques (GREMAN).