Matériaux 2D avancés par charpente métallo-organiqueingénierie

par Abhijit Adak

Projet de thèse en Physico-Chimie de la Matière Condensée

Sous la direction de Rodolphe Clerac.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques , en partenariat avec Centre de Recherche Paul Pascal (laboratoire) et de Materiaux Moléculaires et Magnétisme (M3) (equipe de recherche) depuis le 25-11-2020 .


  • Résumé

    Les matériaux bidimensionnels (2D), c'est-à-dire les matériaux qui présentent des liaisons chimiques covalentes uniquement dans des plans, sont actuellement à la pointe de la recherche fondamentale. Bien que des efforts de recherche ont été consacrés à des systèmes 2D bien connus, graphène ou chalcogénures inorganiques, ces matériaux ne laissent pratiquement aucune possibilité de contrôler leurs propriétés magnétiques ou optiques pour des applications spécifiques. L'utilisation de la chimie de coordination pour la conception de matériaux 2D est une approche synthétique très prometteuse offrant de nombreuses possibilités pour l'ajustement des propriétés physiques. Le groupe M3 a récemment démontré que le composé Cr(pyrazine)2Cl2, un «polymère» de coordination 2D (Nat. Chem. 2018, 10, 1056) présente un ordre ferrimagnétique, tandis qu'une conductivité électrique remarquablement élevée est observée à la température ambiante due à la délocalisation des électrons à l'intérieur des couches. Dans le continuation du travail réalisé sur le système au chrome, ce projet sera consacré à la conception et à la synthèse de nouveaux modèles 2D et 3D présentant un ordre magnétique à des températures élevées et /ou une conductivité électrique, et potentiellement d'autres propriétés physiques (porosité ...). Nous concentrerons notre attention sur les polymères de coordination contenant des ligands redox «non innocents» (ex: pyrazine) et des ions de métaux de transition (ex: Mn, Fe, Cr, Ti, V).

  • Titre traduit

    Advanced 2D materials by metal-organic frameworkengineering


  • Résumé

    Two-dimensional (2D) materials, i.e. materials that exhibit covalent chemical bonding in only one spatial plane, are presently at the forefront of fundamental research. Whilst most scientific efforts have been devoted to the well-known carbon-based 2D systems, or inorganic chalcogenides, these materials leave hardly any possibility for tailoring their electronic, magnetic or optical properties for specific applications. The use of Coordination Chemistry to design 2D materials is a very promising synthetic approach offering almost endless possibilities for the tuning of the physical properties. The M3 group has recently demonstrated that the Cr(pyrazine)2Cl2, a 2D coordination “polymer” (Nat. Chem. 2018, 10, 1056) displays a ferrimagnetic order, while a remarkably high electrical conductivity is observed at room temperature due to the electron delocalization within the layers. As a continuation of the work done in this system, this project will be devoted to the design and synthesis of new 2D and 3D MOFs that feature high TC magnetic order and/or electrical conductivity, and potentially other physical properties (porosity...). We will focus our attention towards coordination polymers that contain redox ‘non-innocent' ligands (ex: pyrazine) and transition metal ions (ex: Mn, Fe, Cr, Ti, V).