Matériaux nanodiélectriques … matériaux du futur

Description

Les matériaux nanodioélectriques font l’objet d’études liées aux phénomènes diélectriques des matériaux nanoscopiques présentant sous la forme de particules, de feuilles, de fils de tubes. Bien que le sujet de les nanodioélectriques ait été avancé par Lewis dans un article fondateur en 1994, ce n’est que dans les travaux expérimentaux de Henk et de Nelson qu’il est devenu clair que cette nouvelle classe de matériaux (c’est-à-dire les nanocomposites polymères diélectriques) peut présenter des avantages certains dans le domaine de l’isolation électrique. Le comportement anormal observé expérimentalement au sein des nanocomposites diélectriques a été attribué à la taille nanométrique des charges. Par conséquent, à cette échelle, puisque les interphases jouent un rôle prépondérant sur les propriétés finales des matériaux, la caractérisation locale de ces régions nanométriques devient sans aucun doute fondamentale. La principale raison sous-jacente de l’observation des changements et des améliorations des propriétés électriques est principalement liée à la pluralité des interfaces introduites par l’utilisation de nanomatériaux.
L’objectif principal de notre projet est à la fois d’essayer d’optimiser les matériaux nanodiélectriques et, peut-être plus important encore, de fournir une meilleure compréhension de la physique et de la chimie des interfaces/interphases sur lesquelles ces matériaux s’appuient. Nous visons à établir les interrelations fondamentales entre les propriétés diélectriques à l’échelle nanométrique (c’est-à-dire la susceptibilité électrique, la permittivité diélectrique complexe, la polarisation diélectrique, la dégradation diélectrique, …) des nanocomposites et leurs propriétés macroscopiques correspondantes. Les mesures seront effectuées en fonction de la fréquence du signal de sondage et en faisant varier la température de l’échantillon. Pour ce faire, nous utiliserons une série de techniques bien adaptées basées sur la microscopie à sonde à balayage (SPM) et, plus particulièrement, les modes électriques pour cartographier, à l’échelle nanométrique, les propriétés diélectriques complexes de matériaux nanocomposites modèles étudiés et ensuite de les comparer aux mesures macroscopiques obtenues par spectroscopies diélectriques et ellipsométrie. Cette approche expérimentale vise à mettre en évidence certains des avantages potentiels et fournira des informations sur la façon dont ces matériaux se comportent pour fournir des caractéristiques qui sont la plupart du temps différentes de la matrice (polymère) et des charges (nanoparticules). La confrontation des résultats obtenus avec les différents modèles théoriques existants constituera une partie importante de notre projet.