Post-doctorat sur le Développement de membranes nanoporeuses à partir de tapis de nanotubes de carbone verticalement alignés

Les tapis de nanotubes de carbone verticalement alignés (VACNT) sont des matériaux aux propriétés intéressantes pour de nombreuses applications, et en particulier ils sont de plus en plus utilisés comme membranes nanoporeuses en raison de leurs propriétés et de leurs caractéristiques structurelles uniques. Leur structure cylindrique, leur rapport d'aspect élevé et leurs dimensions nanométriques leur confèrent en effet un rapport surface/volume important. Leur grande surface, leurs propriétés chimiques modulables et leur résistance mécanique exceptionnelle les rendent adaptés à de nombreuses applications.

Une méthode de choix et industriellement transférée pour la synthèse de VACNT de haute qualité est le dépôt chimique en phase vapeur assisté par un aérosol (AACCVD). Cette méthode a été développée à pression atmosphérique et à haute température (800 à 850°C) [1,2] ainsi qu’à des températures plus basses de l’ordre de 600°C [3] qui permettent d’avoir une gamme variée de VACNT en terme de diamètres et de densités.

Ce postdoc s’insère au sein de l’ANR CANELONI, qui vise à développer des systèmes hybrides novateurs et efficaces, s'inspirant de la biologie, présentant une perméabilité et une sélectivité ioniques élevées, et dans lesquels un canal ionique biologique est confiné dans un nanotube de carbone.

Le sujet de post-doctorat fait l’objet d’une collaboration entre le NIMBE-LEDNA basé au CEA-Saclay et le L2C de l’université de Montpellier. Il consistera de développer des membranes nanoporeuses à partir de réseaux de tapis de nanotubes de carbone alignés dont les cœurs centraux vides constituent les nanopores. Ce développement intègrera trois étapes : la synthèse de tapis de nanotubes alignés, l’imprégnation des tapis de nanotubes par différents polymères, l’amincissement par polissage et la caractérisation physico-chimique des membranes ainsi obtenues.

Avant de les transformer en membranes, les tapis de VACNT seront caractérisés finement. Leur morphologie sera observée par microscopie électronique à balayage (MEB) éventuellement couplée à une analyse chimique par MEB-EDX. La spectroscopie Raman permettra de caractériser la qualité structurale des VACNT. Enfin, les diamètres externes et internes seront mesurés par microscopie électronique en transmission, la densité en nanotubes pourra ainsi être déterminée.

[1] M. Pinault et al. (2005), Carbon 43, 2968–76.

[2] C. Castro et al. (2013), Carbon 61, 585–94.

[3] F. Nassoy et al. (2019) Nanomaterial 9, 1590.

[4] R. Xiang et al. (2008), J. Phys. Chem. C 112, 4892–6.

[5] E. Einarsson et al. (2008), Carbon 46, 923–30.

Durée : 12 mois

Début souhaité : avril 2026

Date limite de candidature : mars 2026

Profil du post-doctorant :

Docteur ou ingénieur-docteur en sciences des matériaux, instrumentation ou chimiste. Une expérience dans le domaine de la synthèse de nanomatériaux en phase gazeuse ainsi qu’en microscopie électronique est fortement recommandée. Une expérience en termes d’imprégnation et de polissage sera également bienvenue.

Docteur ou ingénieur-docteur en sciences des matériaux, instrumentation ou chimiste. Une expérience dans le domaine de la synthèse de nanomatériaux en phase gazeuse ainsi qu’en microscopie électronique est fortement recommandée. Une expérience en termes d’imprégnation et de polissage sera également bienvenue.