Description

Les progrès récents dans les nanomatériaux offrent un fort potentiel pour la réalisation de capteurs, avec de nombreux avantages tels qu'une grande sensibilité de détection, un faible coût et une faible consommation d’énergie. Les nanomatériaux, notamment le graphène et les MXènes, sont largement reconnus comme des candidats idéaux pour le développement des capteurs de gaz [1]. En effet, ces matériaux présentent un rapport surface/volume élevé, une conductivité électrique élevée et un faible bruit électrique [1]. De plus, ces matériaux peuvent fonctionner à température ambiante, ce qui est impossible pour les semi-conducteurs à oxyde métallique [2]. Les capteurs à base de nanomatériaux pour la détection du DMMP font l'objet de nombreuses études dans la littérature. Toutefois, ils présentent plusieurs limitations majeures, telles qu'une faible sensibilité, des temps de réponse et de remise à zéro longs, ainsi qu'une sélectivité réduite. Des efforts considérables restent nécessaires pour optimiser ces performances et de développer des capteurs de DMMP à la fois efficaces et fonctionnels à température ambiante.
Pour améliorer les performances de ces capteurs, nous proposons de développer des capteurs de DMMP à base de MXène selon deux approches : (i) la première consiste à développer des capteurs de gaz à base de nouvelles architectures 2D (hétérostructures), c'est-à-dire en combinant les propriétés de deux nanomatériaux (MXène/graphène). Cette stratégie permet d'augmenter la surface de détection, d'améliorer la stabilité des matériaux et de réduire la consommation d'énergie, offrant ainsi des performances optimisées et une meilleure fiabilité des capteurs. (ii) La deuxième approche repose sur la fonctionnalisation non covalente de la surface du MXène par des complexes organométalliques, notamment des métalloporphyrines (MPo) et des métallophthalocyanines (MPhc) afin d’améliorer la sélectivité de ces capteurs.
Bibliographie:
[1] Y.T. Kim et al., RSC Adv., 9 (2019) 33976-33980.
[2] K. Kacem et al. J. Alloys Compd., 941 (2023) 169011.

Compétences requises

Profil du/de la candidat(e) : • Master en science des matériaux, chimie ou chimie physique. • Compétences en mesures électriques. • Une expérience en caractérisation microscopique et spectroscopique est souhaitée. • La/le candidat(e) doit être autonome, très motivé(e) et capable de travailler de manière indépendante pour atteindre les objectifs du projet. • Une excellente capacité de communication et de travail en équipe est requise.

Bibliographie

Bibliographie :
[1] L. Saya, et al., Springer Nature Singapore, Singapore, (2022) 453–489.
[2] Y.C. Quintero et al Surf. Sci., 675 (2018) 26-35.
[3] Z. Witkiewicz et al. Sensors, 23 (6) (2023) 3272.
[4] E. Brunol et al. Sens. Actuators B Chem., 120 (2006) 35–41.
[5] Y. Wang et al., J. Mater. Chem. C, 7 (2019) 9248-9256.
[6] Y.T. Kim et al., RSC Adv., 9 (2019) 33976-33980.
[7] K. Kacem et al. J. Alloys Compd., 941 (2023) 169011.

Mots clés

capteurs de gaz, matériaux 2D, DMMP