Propriétés locales de MXenes 2D pour actionneurs électrochimiques

par Harpreet Singh

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Mathieu Etienne et de Liang Liu.

Thèses en préparation à l'Université de Lorraine , dans le cadre de C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE , en partenariat avec LCPME - Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour les Matériaux et l'Environnement (laboratoire) et de Chimie et Electrochimie Analytiques (equipe de recherche) depuis le 14-09-2021 .


  • Résumé

    Les actionneurs électrochimiques sont importants pour l'intelligence artificielle en raison des interactions dynamiques ajustables à l'interface homme-machine et aux microsystèmes. Mais les dispositifs actuels souffrent d'une faible efficacité de transduction d'énergie (généralement inférieure à 1%). Nous utiliserons des matériaux MXenes bidimensionnels pour élaborer l'actionneur électrochimique. La fonctionnalisation des MXenes offre une liberté pour adapter les capacités d'adsorption, d'intercalation et de stockage des ions, pour améliorer ses performances. NTU a récemment montré qu'une multicouche de MXene peut servir d'actionneur photothermique efficace. Les mécanismes électromécaniques dynamiques seront évalués en utilisant la microscopie électrochimique couplée à la microscopie de force. Les phénomènes seront analysés et des principes directeurs seront définis pour le développement d'un micro-actionneur électrochimique à haute performance.

  • Titre traduit

    Micro-scale properties of 2D MXenes for electrochemical actuators


  • Résumé

    Electrochemical actuators are attractive for artificial intelligence due to the dynamic tunable interactions for human-machine interface and microsystems. But current devices suffer from low energy transduction efficiency (typically lower than 1%). We propose the use of two-dimensional materials MXenes for electrochemical micro-actuator. Functionalization of MXenes provides some freedom to tailor the ionic adsorption, intercalation and storage capacities, which will enhance the device performance. NTU recently shown that multilayer MXene can serve as effective photothermal actuator. Driven by electrochemical potential, the dynamic electro-mechanical mechanisms will be evaluated using scanning electrochemical microscopy coupled with force microscopy. The localized strain and charging behavior based on electrochemical double layer and Faradaic reactions will be analyzed, and guiding principles will be defined for the development of high performance electrochemical microactuator.