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Design de Matériaux Membranaires et systèmes Multifonctionnels (DM3)

Le département « Design des Matériaux Membranaires et systèmes Multifonctionnels” (DM3), animé par Samuel Bernard, rassemble 17 personnels permanents (3 DR, 4 PR, 5 CR, 4 MCF, et 1 IR) dont les activités s’inscrivent dans trois thématiques de recherche (figure ci-dessous). La spécificité de DM3 réside dans la maitrise et la volonté de couvrir toute la chaîne d’élaboration d’un matériau allant de l’échelle moléculaire jusqu’à l’étude de ses propriétés d’usage (= matériau fonctionnel) et son application

L’objectif du département DM3 est de lever des verrous scientifiques dans le domaine de la science des matériaux, en particulier à travers 3 axes :

1) Synthèse de matériaux en rupture par rapport aux systèmes conventionnels, et ce au moyen d’approches conceptuelles, méthodologiques et technologiques originales (matériaux denses ou poreux, sous la forme de poudres, fibres, films, monolithes, éventuellement nanostructurés),

2) Caractérisation/étude mécanistique de ces matériaux à chaque étape de leur conception afin d’aider à la compréhension des phénomènes rencontrés (dans la masse, à l’interface, à la surface) pour optimiser en retour le procédé de synthèse et les caractéristiques visées (relations nano-/microstructure-propriétés physico-chimiques)

3) Etude de leur fonctionnalité et de leurs propriétés d’usage permettant de développer des réponses innovantes (comme preuves de concept ou matériaux appliqués industriellement) aux préoccupations sociétales dans les domaines des matériaux de structure, de l’énergie, de l’environnement et de la santé.

Les chercheurs de DM3 développent leurs activités dans différents domaines de compétences, par exemple :
- Ingénierie moléculaire : (Supra)moléculaire, biorganique, inorganique (en particulier autour de la chimie du bore et du silicium)
- Elaboration de couches minces, traitement et modification de surface
- Méthodes par plasma, méthodes assistées par micro-onde, outils de mise en forme, traitements thermiques conventionnels
- Auto-assemblage/auto-organisation, procédés de réplication, méthodes de moulage
- Méthodes de synthèse de matériaux : Voie « Polymères précéramiques » (ou PDCs pour Polymer-Derived Ceramics) et sol-gel, voie Polyol, solvothermale, …
- Méthodes générales de synthèse de nanoparticules métalliques
- Matériaux hybrides organiques/inorganiques, inorganiques de type oxyde, non-oxyde, hybrides (oxydes/non-oxydes) et nanocomposites
- Matériaux poreux à architecture contrôlée conduisant à des organisations à différentes échelles
- Matériaux de fonction : Membranes, capteurs, matériaux de stockage, matériaux d’électrodes, supports de catalyseurs, (photo)catalyseurs, canaux ioniques, systèmes artificiels de canaux d’eau, …
- Concepts généraux sur la porosité, le traitement et la filtration des eaux, la permsélectivité de gaz, les intéractions fluides/matériaux, stockage et production d’hydrogène, catalyse hétérogène, photocatalyse.

Et ce, au moyens d’outils spécifiques tels que :
- Réacteurs de CVD et ALD assistés par plasma, fours de pyrolyse sous atmosphère inertes et réactives, systèmes assistés par micro-onde
- Procédés de mise en forme (extrudeuse, électrofilage, presse, dip-/spin-coating, …) , boîtes à gants
- Pilotes de filtration liquide, pilotes de séparation gazeuse
- Réacteurs de génération d’hydrogène, réacteurs catalytiques
- Outils de caractérisation spécifique adaptés à l’étude de la texture poreuse de couches minces.

Les chercheurs du département ont acquis dans ces divers domaines des expertises et une reconnaissance internationale qui contribuent à la diversité thématique, à la haute qualité de la production scientifique, et à la visibilité du département DM3. Fort de ce potentiel, les recherches développées dans ce département s’inscrivent dans un contexte à forts enjeux scientifiques et techniques à travers notamment des projets de grande envergure et des partenariats industriels.

Les expertises de DM3 sont :
- Chimie supramoléculaire
- Electrochimie et bio-électrochimie moléculaire
- Ingénieries moléculaire et céramique
- Chimie des solutions et procédé sol-gel
- Traitements de surface par plasma et couches minces par PECVD et ALD

Personnel permanent

André AYRAL Professeur à l’Université de Montpellier 12
Mihai BARBOIU Directeur de recherche au CNRS 1
Mikhael BECHELANY Chargé de recherche au CNRS 9
Samuel BERNARD Chargé de recherche au CNRS 7
Sophie CERNEAUX Maitre de conférence à l’ENSCM 2
Sylvie CONDOM Maitre de conférence à l’ENSCM 10
David CORNU Professeur à l’ENSCM
Umit DEMIRCI Professeur à l’IUT de Montpellier 8
Martin DROBEK Chargé de recherche au CNRS 14
Christian GUIZARD Directeur de recherche au CNRS 13
Christophe INNOCENT Chargé de recherche au CNRS 4
Anne JULBE Directrice de recherche au CNRS 11
Yves-Marie LEGRAND Ingénieur de recherche au CNRS 3
Philippe MIELE Professeur à l’ENSCM 6
Matthieu RIVALLIN Maitre de conférence à l’ENSCM
Stéphanie ROUALDES Maitre de conférence à l’Université de Montpellier 15
Vincent ROUESSAC Chargé de recherche au CNRS 16
Damien VOIRY Chargé de recherche au CNRS