Complexes de polyélectrolytes pour le stockage d'énergie à haute densité // Polyelectrolyte Complexes for High-Energy Storage

Les polyélectrolytes solubles dans l'eau sont des éléments de base prometteurs pour la construction de divers matériaux fonctionnels.Malheureusement, ils ont longtemps été considérés comme inadaptés pour concevoir des matériaux diélectriques car leurs contre-ions appariés induisent des pertes de conduction ionique. Cependant, des recherches théoriques et expérimentales récentes ont révélé la possibilité de libérer ces ions par compensation de charge de deux polyélectrolytes de charge opposée tout en formant des coacervats complexes. Aujourd'hui, les coacervats restent encore largement inexplorés pour des applications diélectriques à des champs électriques élevés. Dans ce projet, nous visons à créer divers coacervats en complexant des polyélectrolytes spécifiquement conçus et synthétisés dans l'eau pour des applications diélectriques. Les caractéristiques attrayantes des coacervats, telles que les charges nettes réglables, les nanostructures auto-assemblées et les propriétés rhéologiques rhéofluidifiantes, permettent l'impression 3D directe de microcondensateurs diélectriques à haute densité énergétique. Fondamentalement, ce projet devrait approfondir notre compréhension de la physique et de la chimie physique régissant la libération entropique des contre-ions et les propriétés diélectriques des systèmes riches en polyélectrolytes.
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Water-processable polyelectrolytes are promising building blocks for constructing diverse functional materials. Unfortunately, they havelong been considered unsuitable to serve as dielectrics because their paired counterions induce ionic conduction losses. However, recent theoretical and experimental investigations have revealed the possibility of releasing these ions through the chargecompensation of two oppositely charged polyelectrolytes while forming complex coacervates. Today, coacervates remain largelyunexplored for dielectric applications at high electric fields. In this thesis, we aim to create various coacervates by complexingpolyelectrolytes specifically designed and synthesized in water for dielectric applications. Attractive coacervate features, such as tunable charges, self-assembled nanostructures, and shear-thinning rheological properties, allow for direct 3D printing of high-energy-density dielectric microcapacitors. Fundamentally, this project is expected to deepen our understanding of the physics and physical chemistrygoverning the entropic release of counterions and the dielectric properties of polyelectrolyte-rich systems.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

397 Physique et Chimie des Matériaux

Les candidats doivent être titulaires ou espérer obtenir un Master dans une discipline pertinente (chimie moléculaire, chimie des polymères, physique, chimie physique, science des matériaux, matière molle, nanosciences). De bonnes compétences en communication écrite et orale en anglais sont préférées.
The candidates should have, or expect to attain, a Master's degree in a relevant discipline (Molecular Chemistry, PolymerChemistry, Physics, Physical Chemistry, Materials Science, Soft matter, Nanoscience). Good skills in written and oral communication inEnglish are preferred.