Développement de membranes capables de changement physico-chimique autonome par conversion d'énergie chimique venant d'une réaction oscillant

Development of membranes capable of autonomous physico-chemical change by conversion of chemical energy from an oscillating reaction

• Auteur / Autrice : Johanne Pirkin-Benameur
• Direction : Damien Quemener
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2021
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IEM - Institut Européen des Membranes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : IP2 - Interface, Physicochimie, Polymères IP2

Mots clés

Mots clés libres

Membrane

Polymère

Réaction Belousov-Zhabotinsky

Oscillation

Membrane

Polymer

Belousov-Zhabotinsky reaction

Oscillation

Résumé

Les matériaux avancés et biomimétiques ouvrent la voie à de nouvelles applications innovantes. En s'inspirant des réactions oscillantes présentes dans la nature, comme les rythmes biologiques, des membranes sensibles aux stimuli sont développées pour ajuster leurs propriétés en temps réel. Dans un premier temps, une membrane pH-sensible a été associée à un oscillateur chimique, démontrant l'effet des oscillations chimiques sur le flux à travers la membrane. Par la suite, des polymères thermosensibles ont été conçus pour interagir avec la réaction de Belousov-Zhabotinsky (BZ), générant des oscillations en fonction des variations de température et de la composition chimique. L'immobilisation de ces polymères sur la membrane a permis de synchroniser les oscillations chimiques avec le comportement de la membrane. Enfin, des hydrogels oscillants ont permis d'obtenir des oscillations de flux, ouvrant de nouvelles perspectives pour la conception de membranes aux géométries variées.

Advanced and biomimetic materials are paving the way for innovative new applications. Inspired by oscillating reactions in nature, such as biological rhythms, stimuli-responsive membranes are being developed to adjust their properties in real time. Initially, a pH-sensitive membrane was combined with a chemical oscillator, demonstrating the effect of chemical oscillations on the flow across the membrane. Subsequently, thermosensitive polymers were designed to interact with the Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction, generating oscillations as a function of variations in temperature and chemical composition. The immobilisation of these polymers on the membrane enabled the chemical oscillations to be synchronised with the behaviour of the membrane. Finally, oscillating hydrogels were used to obtain flow oscillations, opening up new prospects for the design of membranes with varied geometries.