LIST / MIT, une collaboration fructueuse menant à une nouvelle classe de matériaux fonctionnels

Dans le cadre de ses activités en matériaux avancés, le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) travaille en partenariat avec le Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis sur le projet de recherche « Development of improved gas sensing surfaces - Initiated plasma-enhanced chemical vapour deposition of heterocyclic macrocycles » (SENSI).

Un résultat concret et innovant de ce projet est le développement d’une nouvelle classe matériaux organométalliques (MOCN) sous forme de couches minces ultra-fines, denses, sans défaut. Dans ce contexte, la dissémination des connaissances se déroule avec succès : la publication d'un article scientifique dans la revue scientifique allemande « Advanced Materials », de nouvelles publications en cours de rédaction et dernier point, mais non des moindres, le dépôt d'une demande de brevet commune.

Quand la combinaison d'expertises complémentaires et synergiques génère de l'innovation

SENSI est un projet d'un an lancé au printemps 2015 avec le support financier du Fonds National de la Recherche (FNR), dans le cadre de ses activités dans le domaine des nouveaux matériaux et surfaces fonctionnels et intelligents.

Au cours des dernières années, les experts du LIST ont développé une expertises reconnue internationalement dans le domaine du dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (aussi appelé procédé PECVD) et la synthèse et caractérisation de couches minces à base de métalloporphyrines, tandis que les experts du MIT ont développé un savoir-faire unique dans la CVD de couches minces polymériques fonctionnelles.

Dans le cadre du projet SENSI, la polymérisation par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) de métalloporphyrines a abouti à une nouvelle classe de matériaux organométalliques. Les avantages de ces connaissances ont ensuite été exploités pour élaborer des revêtements MOCN avec des propriétés exceptionnelles de séparation des gaz. Lire la description complète du projet sur fnr.lu

Entrons dans le vif du sujet

La séparation membranaire des gaz est une technologie respectueuse de l'environnement et consommant peu d'énergie. La polymérisation CVD de métalloporphyrines fournit une méthode en une étape et facilement industrialisable vers le dépôt de couches minces MOCN démontrant d'excellentes performances de séparation des gaz pour plusieurs paires de gaz. La structure rigide et microporeuse des MOCN, avec une taille de pores variant de 3 à 4 Å, associée à un arrangement spécial d'empilage π, est responsable des excellentes propriétés de séparation des gaz. Cette nouvelle classe de couches MOCN denses et sans défauts s'est également avérée mécaniquement flexible et compatible avec un fonctionnement aux hautes pressions transmembranaires utilisées dans les processus commerciaux de séparation des gaz.

Nous vous invitons à lire la publication scientifique intitulée “Metal–Organic Covalent Network Chemical Vapor Deposition for Gas Separation”, rédigée par Nicolas Boscher, chercheur au LIST, et par des chercheurs du MIT, et publiée le 14 juin 2016 dans la revue Advanced Materials. Résumé : « La polymérisation par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) de métalloporphyrines a permis la synthèse et le dépôt d'une nouvelle classe d'une nouvelle classe de structures organométalliques covalentes (MOCN). Les couches MOCN, ultra-fines et flexibles présentent des performances exceptionnelles de séparation des gaz. »

> N'hésitez pas à contacter Nicolas Boscher par e-mail pour tout complément d'information.