Cette équipe devrait s’intéresser à l’élaboration ou la nanoingénierie de nanomatériaux avancés durables notamment biocompatibles et biodégradables innovants, en utilisant des approches durables, leurs caractérisations, leurs intégrations et pour la réalisation de démonstrateurs pour le développement durable. L’objectif est de concevoir et de biosynthétiser notamment des nanosystèmes verts innovants en relation étroite avec l’équipe ‘‘Nano Micro Systèmes et Applications’’. Les matériaux multifonctionnels, qui devraient-être élaborés à NANOMISENE par voie physique ou chimique et surtout dans le cadre de la nanotechnologie verte, se présentent soit sous forme massive, soit en couches épaisses ou minces. Ils pourront être inorganiques (nanoparticules métalliques ou d’oxydes métalliques), organiques (polymères conjugués, nanotubes de carbone, le graphène et ses dérivés), ou hybrides. Dans ce contexte, nos recherches ont déjà été entamées et consacrées aux procédés de (bio) synthèse, aux nouvelles techniques de caractérisation et aux études fondamentales afin d’établir les relations entre la structure microscopique, les propriétés physico-chimiques/nanostructurales, et les caractéristiques électriques et optiques. La modélisation des propriétés physiques va être entreprise afin d’aider à la compréhension des phénomènes rencontrés et permettra l’optimisation en retour des caractéristiques visées. Enfin, les nanomatériaux jouant le rôle de couches actives (réceptrices, absorbantes, électrolyte solide) ou d’électrodes, sont structurés afin de pouvoir les intégrer et réaliser ainsi des dispositifs démonstrateurs innovants pour le développement durable en particulier pour la détection à l’échelle de traces de contaminants émergents dans l’environnement et l’agroalimentaire ainsi que le diagnostic biomédical (projet 2) et aussi le contrôle de la présence d’Hydroène dans la voiture électrique de demain.
La conception à façon de nanomatériaux actifs aux caractéristiques fonctionnelles nécessite une compréhension approfondie de l’influence de leurs structures micro/nano scopiques sur leurs propriétés. Les caractérisations nano, micro et macro scopiques avancées, notamment de la nanostructuration, conductivité, mobilité, ainsi que leur structure électronique participent au développement de ces modèles. Enfin, ces activités de recherche prospectives ont été déjà démarrées et vont être poursuivies en s’orientant vers de nouvelles voies de :
* Synthèse verte de nanoparticules métalliques, d’oxydes métalliques et de carbone, et de biopolymères et leurs applications pour le développement durable. Cette thématique nouvellement démarrée a pour objectif la mise en place à NANOMISENE d’une plateforme de chimie verte pour la biosynthèse de nanostructures avec diverses opportunités d’applications. En effet, nous avons réussi la biosynthèse de nanoparticules métalliques (Argent1, Or7,9), d’oxyde de zinc ZnO2 et de points quantiques de carbone3 …
* Nanoingénierie de nouveaux dérivés carbonés : (i) nanotubes de carbone (NTC) éventuellement mélangés avec des nanoparticules pour le développement de nanoplateformes captatrices8 et (ii) graphène fonctionnalisés avec de nouvelles fonctionnalités, etc….
La thématique a pour objectif l’élaboration de nouveaux concepts de contrôle des contaminants émergents dans l’eau et sa dépollution à base de nanoparticules fonctionnalisées. Cette recherche s’appuie sur l’effet synergique de l’utilisation de nanoplateformes de détection et de la photocatalyse utilisant des nanostructures biosynthétisées. Un effort important sera également apporté à la mise en œuvre de moyens technologiques nécessaires à la structuration micrométrique voire nanométrique de ces nano/micro systèmes chimiques. Enfin, nos recherches devraient aboutir à la réalisation de prototypes de systèmes, intégrés qui visent à apporter des solutions innovantes pour le contrôle de la qualité de l’eau et sa dépollution.
Ces activités de recherche ont été déjà démarrées et vont être poursuivies en s’orientant vers des applications en développement durable :
* Les nanoparticules métalliques (Ag1, Au7,9), et les points quantiques de carbone3 biosynthétisées ont été utilisées pour l’agriculture comme des anti-fongiques1, pour l’agroalimentaire par la valorisation de l’huile d’olive tunisienne9 par la détermination des phénols et le contrôle de la qualité de l’eau buvable (potable, minérale et de puits)3,7.
* Les nanostructures d’oxyde de zinc ZnO2 ont été utilisées dans la dépollution de l’eau dans un système pilote utilisant la lumière solaire naturelle comme source de photons. Une approche pour la dégradation photocatalytique des colorants utilisera aussi des hétérojonctions ZnO/TiO2 associées à du graphène biosynthétisé;
* Les dérivés carbonés bio synthétisés vont être utilisés pour la conversion (photovoltaïque) et le stockage (supercondensateurs) de l’énergie.
L'électronique flexible (ou souple) constitue un marché prometteur. A titre d'exemple, le marché mondial de l'électronique imprimée devrait passer de 16 B$ en 2017 à 44 B$ en 2021. Les matériaux organiques répondant aux applications futuristes. Pour que cette flexibilité soit totale, les sources d'énergie incorporées dans ces dispositifs devront également être mécaniquement souples pouvant alimenter des capteurs embarqués en mécatronique pour la voiture électrique de demain. La thématique a pour objectif l’élaboration de nouveaux concepts électroniques et dispositifs optiques/optoélectroniques/photoniques flexibles. Cette recherche s’appuie sur l’effet synergique de l’exploitation de nanomatériaux inorganiques et organiques15 aux propriétés remarquables couplée à de nouvelles architectures des dispositifs utilisant des structures à faible coût. Un effort important va être également apporté à la mise en œuvre de moyens technologiques nécessaires au traitement du signal et à l’alimentation énergétique des systèmes électroniques constitués par ces dispositifs.
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| Unité | Description |
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