Projet ANR-13-IS07-0001 – EVOLVE : Objets moléculaires adaptatifs pour l'électronique organique évolutive
Programme : Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SIMI 7 - Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique (Blanc – Accords bilatéraux 2013 - SIMI 7) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Dario BASSANI (Institut des Sciences Moléculaires)
Partenaires : Central Research Academy; Institut des Sciences Moléculaires; Laboratoire de l'Intégration, du Matériau au Système; NTU National Taiwan University
Montant : 201286.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 36 mois
Résumé : Nous proposons d'explorer l'utilisation d'architectures supramoléculaires capables de commuter entre plusieurs morphologies bien définies pour étudier l'effet de l'évolution structurale sur les propriétés électroniques de dispositifs moléculaires. Nous mettrons à profit nos avancées récentes sur la mise au point de molécules qui, grâce à la présence de sites de reconnaissance moléculaire de type bis-urée, peuvent interconvertir entre des morphologies différentes sous l'effet d'un stimulus extérieur.  Ces systèmes présentent des caractéristiques assimilables à celles des systèmes évolutifs dans la nature.  Contrairement aux matériaux couramment utilisés dans les dispositifs électroniques, les matériaux du vivant ne sont pas figés, mais peuvent changer de forme ou de fonction en réponse à des contraintes extérieures.  Ceci permet, entres autres, la mise en place de processus d'adaptation, d'autorégulation et d'autoréparation qui sont actuellement absents dans les matériaux synthétiques.  L'incorporation de tels processus dans les matériaux artificiels pourrait annoncer un nouveau paradigme dans la fabrication de dispositifs électroniques organiques et avoir un impact important dans le domaine de la conversion de l'énergie ou les diodes organiques luminescentes.  Les systèmes proposés sont uniques car basés sur des molécules de taille modeste, qui s'auto-assemblent de façon spontanée en architectures de morphologie bien définie lors de leur dissolution dans un solvant organique. Pour certains de ces composés, il est possible d'obtenir d'architectures de morphologie différentes en fonction de la composition du solvant utilisé pour le dépôt et même d'interconvertir entre ces structures (p. ex entres vésicules et bâtonnets rigides) directement sur le substrat en l'exposant à des vapeurs de solvants. Le processus est entièrement réversible, et il est possible d'interconvertir à volonté ces morphologies.  Grâce aux composés préparés par le Partenaire 3 (KT Wong, National Taiwan University), il nous sera donc possible d'étudier, pour la première fois, l'effet de l'évolution de la couche active sur les propriétés électronique de dispositifs organiques.  Pour ce faire, nous allons dans un premier temps caractériser les transitions morphologiques des objets déposés sur des substrats isolants ou conducteurs. Ceci sera fait par le Partenaire 3 (JJ Shyue, Academia Sinica) en utilisant des techniques de microscopie électronique environnementale.  Le Partenaire 1 (D Bassani, Institut des Sciences Moléculaires) procèdera à la caractérisation électronique et optique de ces agrégats au niveau de l'agrégat unique, tandis que le Parténaire 2 (G Wantz, Laboratoire de l'Intégration du Matériaux au Système) fabriquera et caractérisera des dispositifs pour l'électronique moléculaire de type OFET et OLED.  Une particularité de des dispositifs visés est de pouvoir accommoder des couches actives capables d'évoluer (réversiblement ou pas) en réponse à des stimulus optiques (dans le cas des composés photoactifs visés) ou suite à une variation de leur milieu (p. ex. suite à l'exposition à des vapeurs de solvant).  Tout ceci nous permettra d'étudier de façon très directe l'effet de la morphologie sur les propriétés électroniques et optiques des matériaux organiques.  Nous pourrons donc répondre à des questions importantes pour l'évolution des dispositifs organiques futures, tels que l'effet d'un processus d'autoréparation sur les propriétés électroniques.  Nos résultats permettront non seulement de simuler les processus d'autoreparation et d'autorégulation dans les matériaux artificiels, mais aussi des processus plus complexes tels que l'évolution programmée d'un matériau en réponse à son environnement.