La recherche au 2IM

7 thèmes de recherche

Matériaux quantiques et fonctionnels (QFM) (y compris les matériaux bidimensionnels (2D), leurs hétérostructures et d'autres matériaux hybrides destinés à l'électronique et aux capteurs) : mise au point de techniques de croissance de QFM monocristallins ultra-purs pour la recherche universitaire ; déclinaison des QFM sous forme de films minces et de nanomatériaux ; systèmes à haut débit ; exploration d'une large gamme de compositions et de contraintes ; synthèse, traitement et intégration des QFM dans des systèmes ; intégration de fonctionnalités par conception à plusieurs échelles, y compris des processus au niveau atomique tels que le dépôt par couche atomique, l'auto-assemblage et la micro- et nanostructuration ; techniques de croissance et de transfert pour les matériaux 2D/hétérostructures ; croissance de QFM sur des substrats courants, par exemple le Si ; électronique de puissance. Voir plus.
@Javier Briatico (Albert-Fert lab) ; @Françoise Damay (LLB)
La matière complexe englobe un vaste éventail d'objets dont l'étude conduit les expérimentateurs, les théoriciens et les spécialistes de la simulation à utiliser le langage et les outils communs de la physique statistique. Les thèmes de recherche comprennent les objets biologiques, l'auto-organisation et la matière vivante, la nutrition, les matériaux multi-échelles et adaptatifs, le béton, les géomatériaux, la dynamique hors équilibre, la thermodynamique stochastique, l'environnement et l'interaction avec l'environnement. Comprendre la dynamique émergente des systèmes hors équilibre est l'un des principaux défis de la prochaine décennie. Ces systèmes sont omniprésents et ne peuvent être appréhendés par de simples modifications de la physique de l'équilibre. De plus, ils sont directement liés à des enjeux sociétaux majeurs tels que l'énergie, le climat, l'environnement, la transition industrielle ou la santé. Voir plus.
@David Simeone (DRMP)
Les matériaux du patrimoine couvrent le patrimoine culturel, l'archéologie, l'architecture et la paléontologie. Ces systèmes sont extrêmement hétérogènes, mêlant des composés organiques, inorganiques et hybrides, avec des interactions qui s'opèrent à toutes les échelles, du nanomètre à l'objet entier. Leur étude aborde des thèmes tels que l'origine de la vie, l'évolution des sociétés et la phylogénie, en mettant l'accent sur les transformations tant naturelles qu'anthropiques, y compris l'altération et la conservation. L'analyse des matériaux d'origine biologique, qui évoluent au fil du temps, alimente également le développement de matériaux et de procédés durables. En intégrant des approches physico-chimiques, mécaniques et computationnelles, ce domaine offre des perspectives inspirées de la paléontologie qui stimulent l'innovation en science des matériaux. Voir plus.
@Delphine Neff (NIMBE), @Mathieu Thoury (Ipanema), @Ludovic Pauchard (FAST)
Les matériaux de structure et la mécanique des matériaux englobent les matériaux avancés ; les aciers à haute résistance, les matériaux destinés au génie civil ; les matériaux hybrides et composites ; les matériaux denses tels que les verres, les alliages métalliques, les céramiques et les polymères ; les matériaux poreux ou cellulaires (par exemple, d'inspiration biologique, d'inspiration paléontologique, hiérarchiques…) et les géomatériaux. Parmi les principaux défis actuels figurent la compréhension des relations entre le traitement, la structure et les propriétés, l'optimisation de la structure, l'architecture des matériaux pour des applications porteuses ainsi que fonctionnelles (morphing de forme, programmabilité, électronique flexible…), la réduction de la consommation d'énergie, la biocompatibilité, l'atténuation des risques, le vieillissement à long terme et la variabilité statistique du comportement attendu des matériaux. Les défis opérationnels comprennent la gestion adéquate des données, le couplage entre expérimentation et modélisation multi-échelle, la mise en œuvre de méthodes d'IA, ainsi que le développement de matériaux programmables fabriqués en 4D capables d'évoluer dans le temps avec des fonctionnalités prévisibles et contrôlées (par exemple, morphing de forme, origami actif). Voir plus.
@Camille Gandiolle (LMPS)
Les matériaux pour l'énergie permettent d'exploiter des sources d'énergie à faible empreinte carbone et/ou renouvelables (photovoltaïque, piles à combustible, batteries à haute densité énergétique…) ainsi que de développer la fission et la fusion nucléaires. Les défis à relever comprennent le vieillissement, la tolérance aux rayonnements, les interactions chimiques avec des éléments étrangers, les évolutions (micro-)structurelles à des échelles allant de l'échelle atomique à l'échelle macroscopique, ainsi que l'architecture des nouveaux matériaux. Les solutions s'appuieront sur les connaissances acquises grâce à des outils avancés de caractérisation in situ et environnementale, combinées à la modélisation numérique, sur le développement de métamatériaux mettant en œuvre une réponse coopérative entre leur micro- ou nanostructure et leur architecture à l'échelle mésoscopique, ainsi que sur celui de matériaux cellulaires architecturés alliant légèreté et propriétés supérieures (tant mécaniques que fonctionnelles). Voir plus.
@Aurélie Gentils (IJClab)
Le domaine des matériaux de la photonique et de l'optique englobe, d'une part, la conception et le développement de matériaux destinés aux fibres optiques et aux sources ultra-rapides et ultra-intenses dans le domaine de l'ultraviolet extrême (XUV) et, d'autre part, l'intégration de multiples fonctions actives et passives au sein d'un même dispositif ou sur une même puce. L'accent est mis sur le développement et l'intégration de nouveaux procédés (par exemple, nanostructuration, intégration monolithique, fabrication additive, substrats flexibles, utilisation innovante de l'irradiation et de la gravure…), de matériaux (semi-conducteurs à large bande interdite, QFM 2D et autres, hybrides, métamatériaux…) et d'architectures, ainsi que sur le couplage avec des méthodes numériques (action i). Voir plus.
@Cédric Mayer (Lumin)
Matériaux pour la santé - L'amélioration des biomatériaux en contact avec des tissus vivants, souvent en évolution, in vivo ou dans l'environnement, est un enjeu majeur de santé publique. Elle bénéficie des avancées dans tous les domaines de la science des matériaux. La formation des futurs spécialistes est essentielle, notamment en synergie avec la communauté des ingénieurs « biomédicaux ». Les principaux axes actuels d'amélioration des biomatériaux sont l'utilisation efficace de la fabrication additive, les matériaux biocompatibles, ainsi que l'activation ou la promotion de la régénération et de la cicatrisation tissulaires. Voir plus
@Elsa Vennat (LMPS)
40 unités de recherche sont dans le périmètre du 2IM