Équipe MIM2

Matériaux, Interfaces et Matière Molle, porteuse Min Hui Li

L’équipe MIM2 est animée depuis le 1er janvier 2019 par Min-Hui Li, Directrice de Recherche au CNRS. Elle se compose d’une équipe de 7 permanents, supportés dans leur mission de recherche par des personnels non-permanents.

Composition détaillée ici

Thématiques de recherche

L’équipe MIM2 réunit des chimistes de différents horizons: des chimistes des matériaux, des chimistes des polymères, des physicochimistes des colloïdes et des spécialistes de la physico-chimie des procédés, autour de problématiques concernant Matériaux, Matière Molle et Interfaces. Notre stratégie est de mettre en commun nos multiples compétences et de nous intéresser autant à la recherche fondamentale qu’à la recherche appliquée dans les domaines de la chimie et la physico-chimie des matériaux, des interfaces et des procédés. Ces recherches pourront proposer des solutions innovantes susceptibles de lever les verrous technologiques rencontrés dans les domaines de la santé (imagerie, dispositifs médicaux, biosystèmes) et de l’environnement (ressources et énergie). Nous développons des thématiques autour des axes suivants :

Matériaux pour le stockage électrochimique de l’énergie ( P. Barboux, D. Giaume, G. Lefèvre, M.-H. Li ) : L’accès à l’énergie est un enjeu sociétal majeur, qui nécessite le développement de systèmes de stockage d’énergie performants. Forte de ses compétences en chimie du solide, synthèse inorganique, et interaction aux interfaces, l’équipe est tournée vers une recherche très exploratoire de nouvelles phases pour le stockage de l’énergie. (i) On cherche à stabiliser des ions normalement peu stables au sein de nouvelles structures. On explore des voies de synthèse à basse température permettant de contrôler la réactivité des précurseurs, par exemple, autour de matériaux sulfures et oxysulfures (collaboration avec Renault, Solvay et RSEE). (ii) On recherche de nouveaux systèmes de stockage de l’énergie basés sur des technologies originales comme batteries redox flow à suspensions et batteries Zinc-Air sous forme statique et redox flow (collaboration avec RSEE et AZA Batteries). (iii) On s’intéresse aussi à la matière molle, par exemple, des matériaux nanostructurés pour le transport ionique. On explore des phases bicontinues des polymères et des cristaux liquides comme électrolytes innovants pour les batteries, et on développe des membranes sélectives. ( thématiques : matériaux d’électrode pour batteries, supercondensateurs, batteries redox flow.

Hydrométallurgie, bioprocédés et recyclage des matières premières ( G. Cote, M. Minier, V. Semetey, G. Lefèvre ) : L’évolution de la société se caractérise à la fois par (i) le développement de matériels et d’équipements de plus en plus performants, mais également de plus en plus sophistiqués et nécessitant la mise en œuvre d’un nombre croissant d’éléments chimiques et (ii) la perspective de pénurie pour un certain nombre de ces éléments, alors qualifiés d’éléments critiques. Face à ce constat, deux défis majeurs sont à relever : d’une part, valoriser des ressources inexploitées à ce jour, d’autre part, contribuer à l’émergence d’une économie circulaire dont le recyclage des matériaux est une brique essentielle. Dans les deux cas, seuls des procédés en rupture permettront de réaliser la séparation des éléments d’intérêt au niveau de pureté requis par le marché et dans des conditions économiques et environnementales satisfaisantes. De plus, de tels procédés devront s’intégrer dans une chaîne d’opérations souvent complexes comprenant dans le cas du recyclage des équipements domestiques la collecte, le transport, le désassemblage, les traitements physiques et chimiques nécessaires à la récupération et à la remise en forme des matières premières, lesquelles seront in fine réinjectées sur le marché pour produire de nouveaux matériels et équipements.Forte d’une longue expérience, l’équipe mène des recherches sur la chimie des solutions et la physicochimie d’éléments critiques présents dans des minerais complexes ou des équipements en fin de vie, pour proposer des procédés en rupture économiquement viables et respectueux de l’environnement, par exemple, les bioprocédés (collaboration avec BRGM). Nous sommes aussi des porteurs des projets partenariaux, notamment dans le cadre des Chaires « Mines urbaine » et « Ingénierie nucléaire » soutenues respectivement par Eco-systèmes et ORANO/FRAMATOME et en relation étroite avec des réseaux comme l’IEH (Institut Européen d’Hydrométallurgie), PROMETIA (Association centrée sur la métallurgie extractive pour les ressources primaires et le recyclage) ou encore le GDR « PROMETHEE » dédié aux Procédés Hydrométallurgiques pour la Gestion Intégrée des Ressources Primaires et Secondaires.

Matière molle et interfaces ( M.-H. Li, V. Semetey, G. Lefèvre ) : Cette recherche, à la fois fondamentale et appliquée, s’intéresse à plusieurs aspects, de la synthèse des molécules jusqu’à l’élaboration et l’étude des matériaux. Nous créons des matériaux qui sont biomimétiques par inspiration de la nature (tels que les polymersomes, les actuateurs, les surfaces intelligentes), ou sont conçus pour interagir avec des systèmes biologiques ou le vivant pour des applications biotechnologiques et médicales (telles que des nanoparticules de polymères, des nanoparticules hybrides organiques/inorganiques, des surfaces antiadhésives). Nous développons : (a) Des systèmes colloïdaux pour des sondes innovatrices pour l’imagerie et la thérapie (polymersomes stimulables, nanoparticules polymères fluorescentes avec les propriétés d’émission induite par agrégation, nanoparticules d’or et d’oxyde de fer fonctionnalisées par des polymères,…). (b) Des matériaux polymères intelligents pour des systèmes adaptatifs et actionnables (« soft actuators » à multi-échelle (nano-, micro- et macro-), matériaux mécanochromiques…) (3) Des surfaces fonctionnelles pour des applications biomédicales (surfaces bio inertes pour une nouvelle génération de dispositifs médicaux implantables…). Nous avons, comme partenaires de collaboration privilégiés, l’ANR, l’Institut Curie, l’Institut Pasteurs, l’ESPCI et la société VYGON.

Publications de l’équipe (2014-…)

La liste de publications ici.