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Accueil du site > Offres d’emploi > Stages > [Master 2] Surfaces superhydrophobes magnétiques, ou comment piloter le mouillage par une déformation de piliers souples.

[Master 2] Surfaces superhydrophobes magnétiques, ou comment piloter le mouillage par une déformation de piliers souples.

par Jérôme Fresnais - 24 octobre

Mots clés : formulation, élastomères magnétiques, surfaces superhydrophobes, microfabrication, étude du mouillage

Stage de recherche et développement de 6 mois (Janvier – Juin 2020) au laboratoire PHENIX, UMR 8234, 4 Place Jussieu cc 51, 75005 Paris Supervision : Jérôme Fresnais Niveau : M2

Contexte

Les surfaces superhydrophobes sont des matériaux hydrophobes, dont le caractère est amplifié par l’ajout d’une rugosité judicieusement choisie. La feuille du lotus en est l’exemple le plus connu, mais de nombreux autres plantes, animaux, et insectes présentent des propriétés de surface similaires. A l’échelle du laboratoire, de nombreuses voies de couplage entre hydrophobie et rugosité ont été explorées, mettant en évidence qu’une unique voie de synthèse n’est pas indispensable à l’apparition de ces propriétés.

Les surfaces les plus représentatives ont étés synthétisées à partir de réseaux de piliers micrométriques, qui ont permis de rationaliser et quantifier le mouillage de gouttes ou films d’eau sur ces matériaux. En revanche, la nature vivante des surfaces superhydrophobes naturelles permet à ces dernières d’être renouvelées au besoin, par la synthèse de nouvelles cires ou de cellules à la surface des feuilles, par exemple. Cette faculté n’est, à l’heure actuelle, que peu reproduite en laboratoire. Il existe toutefois, depuis ces 5 dernières années, un vrai engouement pour le couplage de propriétés de non-mouillage avec des matériaux stimulantes. C’est notamment le cas des surfaces déformables sous champ magnétiques qui permettent, dans une certaine mesure, de moduler significativement l’interaction entre un liquide et un matériau.

Dans ce cadre, nous souhaitons explorer l’influence de la déformation d’un réseau de piliers élastomères et magnétiques sur l’ancrage de la ligne triple (point de contact entre liquide, solide, et vapeur). En contrôlant plus précisément les interactions magnétiques entre les piliers, nous savons comment organiser temporairement ces derniers afin de modifier significativement le mouillage de ces réseaux de plots. Le travail consistera donc à développer et caractériser de nouveaux élastomères magnétiques (PDMS, polyuréthanes), de réaliser des moules permettant de fabriquer des surfaces modèles de grandes dimensions, ainsi que d’étudier l’évaporation de gouttes d’eau sur des surfaces magnétiquement et périodiquement déformables.

Objectifs

Les objectifs du stage sont les suivants :

  1. Maîtrise des méthodes de microfabrication en laboratoire.
  2. Réaliser des formulations d’élastomères magnétiques.
  3. Réaliser des études de mouillage et d’évaporation sur des surfaces magnifiquement déformables.
  4. Caractérisation de la dynamique de la ligne triple. Maîtrise des outils d’analyse d’images.
  5. Interprétation des données et comparaison avec les modèles développés par un partenaire (Etienne Barthel, SIMM, ESPCI).

Organisation

Le stage proposé s’inscrit dans le projet ANR « MADNESS » porté par Jérôme Fresnais. Le ou la stagiaire s’insérera dans une équipe interdisciplinaire sur le campus de Jussieu, mais sera également en contact avec les deux autres partenaires du projet (InPhyNi à Nice, SIMM à l’ESPCI). Le stagiaire travaillera en proche collaboration avec un doctorant qui partage la même approche de synthèse des matériaux, mais pour une application autre). Le stage pourra être poursuivi par une thèse de doctorat.

Caractéristiques du stage

  • Niveau : M2
  • Durée : 6 mois
  • Possibilité de poursuite en thèse : oui

Profil recherché

  • Intérêts pour la pluridisciplinarité (formulation, polymères, magnétisme, étude du mouillage, informatique…)
  • Intérêt pour l’expérimentation en laboratoire
  • Facilité à interagir avec les membres d’une équipe
  • Aptitudes au travail de laboratoire et à la programmation informatique (analyse d’images, gestion du pilotage de champs magnétiques).

Compétences requises

  • Notions en microfabrication.
  • Notions de formulation et de caractérisation mécanique.
  • Programmation appliquée au traitement d’image.
  • Bonne pratique de l’anglais.

Dossier de Candidature

  • Lettre de Motivation et CV
  • Notes de M1 et/ou de M2 premier semestre (si possible)
  • Contact d’un professeur/encadrant référent

Candidature à faire parvenir à : jerome.fresnais AD sorbonne-universite.fr

Extraits de bibliographie relative au sujet :

Informations et vidéos : http://www.phenix.cnrs.fr/spip.php?...

Barthlott, W. ; Neinhuis, C. Purity of the Sacred Lotus, or Escape from Contamination in Biological Surfaces. Planta 1997, 202 (1), 1–8.

Fresnais, J. ; Chapel, J. P. ; Poncin-Epaillard, F. Synthesis of Transparent Superhydrophobic Polyethylene Surfaces. Surface and Coatings Technology 2006, 200 (18), 5296–5305.

Le Digabel, J.  ; Biais, N.  ; Fresnais, J. ; Berret, J. F. ; Hersen, P. ; Ladoux, B. Magnetic Micropillars as a Tool to Govern Substrate Deformations. Lab on a Chip 2011, 11 (15), 2630–2636.

Bolteau B., DosSantos K., Gelebart F., Gomes J., Teisseire J., Barthel E., Fresnais J. ; New Platform for Gravitational Microfluidic Using Ferrofluids. Langmuir, 2019, 35, 9133.