Etude de l'amplification de la Conduction Thermique dans des Réseaux de Nanoparticules – ETHNA

Le projet porte sur la conception l’élaboration et la caractérisation de réseaux ordonnés ou de distributions aléatoires de nanoparticules ou nano-objets (NP) amplifiant la conduction thermique de systèmes initialement thermiquement isolants. Les propriétés thermiques découlent spécifiquement de la taille nanométrique des NP qui les constituent. Leurs propriétés thermiques sont en rupture totale avec les propriétés que l’on attendrait d’une simple réduction de taille.Les mécanismes physiques impliqués dans l'augmentation du transfert de chaleur sont ici la percolation et le rayonnement de champ proche entre NP. Des fractions volumiques de quelques pourcents correspondent à des distances moyennes entre NP de quelques nanomètres distances très inférieures à la longueur d’onde des photons thermiques. Des travaux récents ont montré que le transfert thermique est exacerbé dans ces conditions si les NP présentent des résonances plasmon ou phonon-polariton. Le seuil de percolation est alors obtenu à fraction volumique faible et les échanges thermiques sont augmentés significativement. Nous étudierons le couplage en champ proche entre NP ainsi que les conductances thermiques de contact entre la matrice et la NP. Des retombées sont prévisibles sur les applications concernant l’optimisation de matériaux diélectriques en microélectronique l’imagerie thermique de traceurs biologiques la maîtrise de l’échauffement de NP dans le traitement de tumeurs cancéreuses par hyperthermie