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In-silico Models for the Design of Mechanochromic Functionalized Polymers

Description du projet

Des matériaux intelligents qui changent de couleur sous l’effet d’une contrainte

Les matériaux qui changent de couleur lorsqu’ils sont étirés, pressés ou endommagés peuvent servir de systèmes d’alerte précoce dans les produits de tous les jours. L’objectif du projet MaMa, financé par le CER, est de mettre au point des outils informatiques performants permettant de concevoir ces matériaux de manière rationnelle et rentable. L’équipe de recherche créera des polymères qui réagissent visiblement aux contraintes mécaniques en ajoutant des molécules spéciales qui changent de couleur aux plastiques et élastomères courants. Afin d’associer le comportement moléculaire aux performances réelles, le projet étudiera comment les forces modifient les interactions à l’intérieur de ces matériaux et comment cela conduit à des changements de couleur. Les matériaux intelligents ainsi obtenus pourraient être utilisés dans des revêtements protecteurs, des textiles et des composants industriels.

Objectif

The MaMa project aims at developing integrated computational approaches enabling to describe and design new mechanochromic materials. In particular, we aim at rationally design technologically consistent commodity polymers with smart and intelligent features such as mechano-responsive elastomeric, thermoplastic and thermoset polymers by the introduction of chromogenic species in the polymeric matrix in the form of mechanophore chromophores. The inter- or intra-molecular interactions ruling the opto-mechanical behaviour of the chromophores within the polymer matrix, and thereby the macroscopically perceived colour, can be tuned by application of an external force and they will be the key issue to control - by suitable design of the chromophores and polymers- and to predict by theoretical tools.
In this respect the present project concerns, beside primary fundamental issues, such as the development of theoretical approaches for the description of photophysical processes in complex matrix, the handling, description and prediction of phenomena occurring from molecular to nano-scale in presence of an external stimulus such as pression/shearing or drawing.
We will focus on mechanochromic luminogenic materials based on strain-induced modulation of molecular covalent or non-covalent interactions, affecting phenomena like excimer modulation or aggregation-induced emission at the molecular chromogenic scale.
The functionalized smart materials designed can find real-life applications ranging from anti-counterfeiting systems for intelligent packaging, smart coatings and textiles, and optical indicators for the detections of cracks and fatigue issues in thermoset polymers.
The solid and active collaboration with leading experimental and theoretical chemists will allow for the efficient synthesis and characterization of the most promising demonstrators, to exhaustively validate the computational tools and to further illustrate the technological relevance of these materials.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE CHIMIE DE PARIS
Contribution nette de l'UE
€ 2 350 000,00
Adresse
11 RUE PIERRE ET MARIE CURIE
75231 Paris
France
Région
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 350 000,00

Bénéficiaires (2)