ERC Consolidator GENESIS : s’inspirer des rubis et de la lave pour les matériaux de demain
Face à des matériaux encore inexplorés, David Portehault du Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (LCMCP, CNRS/Sorbonne Université) regarde du côté de la géologie. Il a obtenu une bourse ERC Consolidator pour produire de nouveaux solides, aux propriétés inédites, et ouvrir de nouvelles voies de synthèse.
Chargé de recherche au Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (LCMCP, CNRS/Sorbonne Université), David Portehault conçoit de nouveaux nanomatériaux. Son projet ERC Consolidator, GENESIS, s’inspire de la géologie pour découvrir des solides inédits combinant deux types de liaisons chimiques : métalliques et covalentes. La différence réside dans la façon dont les électrons sont partagés entre atomes : délocalisés dans la liaison métallique ou localisés et partagés dans la liaison covalente. Si ces deux cas sont courants, leur coexistence au sein du même matériau reste rare. Or cela peut conférer d’excellentes propriétés de catalyse, en particulier pour la production d’hydrogène à partir de l’eau, et la conversion du CO2 en molécules à plus haute valeur ajoutée.
Ces matériaux prometteurs sont hélas extrêmement difficiles à synthétiser, faisant de ce domaine un territoire quasiment vierge où très peu d’exemples sont répertoriés. Via GENESIS, David Portehault s’inspire de la formation des rubis et des laves pour concevoir ce type de matériaux à base de métaux, de bore, de silicium et de phosphore en déclenchant de nouvelles réactions chimiques. Il propose notamment d’utiliser la réactivité, encore incomprise, de nanoparticules dans des sels fondus et sous pression pour atteindre ces nouveaux matériaux.
Tout cela a pour but de fournir le cadre d’une nouvelle méthodologie de synthèse, utilisant les réactions de nanoparticules avec leur environnement proche dans des conditions uniques, un principe qui pourra servir au-delà du seul cas des matériaux de GENESIS. « C’est une superbe opportunité pour un projet que j’ai depuis longtemps en tête et qui est l’aboutissement d’un travail collectif, se réjouit David Portehault. Pour la première fois, je vais pouvoir mener un projet d’ampleur qui sera extrêmement exploratoire, donc risqué, et interdisciplinaire pour faire le lien entre la chimie du solide, les nanosciences et la géologie. »