Ions dynamics in the ionics liquid crystals thermotropes
Dynamique des ions dans les cristaux liquides ioniques thermotropes
Résumé
The thesis is part of an ANR project that aims to understand the dynamics of ions within the self-assembled structures of organic electrolytes based on thermotropic ionic liquid crystals. Our first objective is to study ion dynamics within TILC monomers on several spatial and temporal scales. In order to access the dynamics of ion transport in TILCs-based electrolytes on several scales of space and time, the thesis is based on the combination of NMR techniques used at the PHENIX laboratory and quasi-elastic neutron scattering (QENS) that I should do with the SYMNES laboratory in Grenoble at the Institut Laue Langevin (ILL). For NMR measurements, we will use two techniques which are pulsed field gradient NMR and relaxometry. Pulsed field gradient NMR will allow us to probe the dynamics of counter-ions at the micrometric scale and the time scale from 1s to 1ms will also allow us to measure the diffusion coefficient D. As for NMR relalometry, it probes the dynamics at the intermediate scale between the molecular and micrometric scales. Its time scale ranges from 10 μs to 1ns. The QENS technique will allow us to probe dynamics at the molecular scale and at a molecular scale. A time scale from 1ps to 1ns. Our TILC models are new types of organic electrolytes based on thermotropic ionic liquid crystals. These TILCs are made up of a mesogenic center which is naphthalene into which are grafted two carbon chains of 12 carbons each, an anionic group that can be TFSI or SO3 bonded with counterions such as protons, lithium. The last objective is to understand the dynamics of ions within TILC polymers on several spatial and temporal scales in order to compare them with monomers. The complementarity of these techniques will allow us to study not only the dynamics of counters, but also the dynamics of counters. functional groups such as methyl and methylene groups of carbon chains, and also the influence of TFSI and SO3 anionic groups in TILCs.
La thèse s’incscrit dans un projet ANR qui vise à comprendre la dynamique des ions au sein des structures autoassemblés d’électrolytes organiques à base de cristaux liquides ioniques thermotropes. Notre premier objectif est d’étudier la dynamique des ions au sein des monomères de TILCs sur plusieurs échelles spatiales et temporelles. Afin d’accéder à la dynamique du transport ionique dans des électrolytes à base TILCs sur plusieurs échelles d’espace et de temps, la thèse s’appuie sur la combinaison des techniques RMN employées au laboratoire PHENIX et de la diffusion quasi-élastique des neutrons (QENS) que je devrais faire avec le laboratoire SYMNES de Grenoble à l’Institut Laue Langevin (ILL). Pour les mesures de RMN, nous allons utiliser deux techniques qui sont la RMN à gradient de champ pulsé et la relaxométrie. Le RMN à gradient de champ pulsé va nous permettre de sonder la dynamique des contres ions à l’échelle micrométrique et l’échelle de temps allant de 1s à 1ms de nous permettre aussi mesurer le coefficient de diffusion D. Quant à la relalométrie à RMN, elle sonde la dynamique à l’échelle intermédiaire entre l’échelle moléculaire et l’échelle micrométrique. Son échelle de temps va de 10 μs à 1ns. La technique de QENS nous permettra de sonder la dynamique à l’échelle moléculaire et à une échelle de temps allant de 1ps à 1ns. Nos modèles de TILCs sont des nouveaux types d’électrolytes organiques à base de cristaux liquides ioniques thermotropes. Ces TILCs sont constitués d’un centre mésogènique qui est le naphtalène dans lesquels sont greffés deux chaines carbonées de 12 carbones à chacun, un groupement anionique qui peut être du TFSI ou de SO3 liés avec des contres ions comme protons, lithium etc... greffées, Li pour SO3Li. Le dernier objectif est de comprendre dynamique des ions au sein des polymères de TILCs sur plusieurs échelles spatiales et temporelles afin de les comparer avec les monomères. La complémentarité de ces techniques employées nous permettra d’étudier non seulement la dynamique des contres ions, des groupes fonctionnels comme les groupements méthyles et méthylènes des chaines carbonées, et aussi l’influence des groupements anioniques TFSI et SO3 dans les TILCs.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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