Réfrigération magnétique éco-responsable à travers le couplage magnéto-ioniques dans les liquides ioniques superferromagnétiques (MAGsCOOL) // Eco-friendly magnetic refrigeration through magneto-ionic coupling in superferromagnetic ionic liquids (MAGsCOOL

MAGsCOOL vise à développer un système de réfrigération magnétique innovant basé sur un ferrofluide ionique concentré (FIC) en nanoparticules magnétiques (MNPs) dans un liquide ionique, combinant une bonne conduction thermique et effet magnétocalorique (EMC). Cet effet, classiquement observé dans les solides magnétocaloriques autour de leur transition paramagnétisme/ferromagnétisme, repose sur l'alignement des moments magnétiques sous champ magnétique (≥1T), libérant de la chaleur, puis leur désordre après suppression du champ, induisant un refroidissement. Répété de façon cyclique, ce processus assure une réfrigération efficace. MAGsCOOL transpose ce mécanisme à l'échelle des MNPs en contrôlant la transition superparamagnétisme/superferromagnétisme via les interactions dipolaires. Dans un FIC, un champ électrique supplémentaire aide à aligner les MNPs chargées en surface, renforçant l'EMC même sous faible champ magnétique. En combinant chimie colloïdale, nanomagnétisme et magnétorhéologie, appuyées par des simulations multiphysiques, une formulation optimisée de FICs démontrera la faisabilité d'une réfrigération magnétique domestique efficace à bas champ.
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The MAGsCOOL project aims to develop an innovative magnetic refrigeration system based on concentrated ionic ferrofluids (FICs) containing magnetic nanoparticles (MNPs) in an ionic liquid. This system combines good thermal conductivity with the magnetocaloric effect (MCE). This effect is typically observed in magnetocaloric solids around their paramagnetism/ferromagnetism transition and is based on the alignment of magnetic moments under a magnetic field (≥1 T), which releases heat. The magnetic moments become disordered when the field is removed, inducing cooling. When repeated cyclically, this process ensures efficient cooling. MAGsCOOL transposes this mechanism to the scale of MNPs by controlling the superparamagnetism/superferromagnetism transition via dipole interactions. In an FIC, an additional electric field helps to align the charged MNPs on the surface, thereby enhancing the MCE even under weak magnetic fields. Combining colloidal chemistry, nanomagnetism and magnetorheology, supported by multiphysics simulations, will enable the development of an optimised FIC formulation that demonstrates the feasibility of efficient, low-field magnetic refrigeration for domestic use.
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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

Université Paris Cité

388 Chimie Physique & Chimie Analytique de Paris-Centre

Le doctorant ou la doctorante serait un ou une physico-chimiste de formation solide en science des nanomatériaux, avec idéalement une expérience dans le domaine des nanoparticules magnétiques
The doctoral candidate should be a physico- chemist with a solid background in nanomaterials science, ideally with experience in the field of magnetic nanoparticles.