Prix du Professeur René Wasserman - 2022 - Inès Richard

© 2022 EPFL

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Ultimate feature sizes in thermally drawn fibers: from fundamental analysis to functional fibers

Thèse EPFL n°8455

Directeur de thèse : Prof. F. Sorin

Pour ses contributions remarquables, tant en science fondamentale qu’en recherche appliquée, dans les domaines de la déformation à chaud des polymères et des verres métalliques.

Le procédé de tirage à chaud de fibres a émergé comme une technique de fabrication simple et rapide pour des composants électroniques flexibles et multifonctionnels. Cependant, la tendance à l’augmentation du nombre de fonctionnalités, qui nécessite une diminution en taille des composants, a révélé l’importance de plusieurs mécanismes d’instabilité, qui sont le cœur de cette thèse.

Nous abordons premièrement le reflow de textures polymériques et développons un modèle pour prédire son évolution pendant le procédé. Nous montrons qu’il peut être ralenti en diminuant la tension d’interface. Nous étudions ensuite l'alignement des chaines de polymère induit pendant le tirage. Notre compréhension nous permet de contrôler la stabilité dimensionnelle, les propriétés mécaniques et le comportement en flexion de fibres multi-matériaux. Finalement, nous nous attaquons au défi de longue date du tirage des verres métalliques qui nous permet de contourner la limitation de taille des électrodes métalliques cristallines. Nous démontrons la production de rubans de verres métalliques ordonnés et uniformes d’épaisseurs jusqu'à 40 nm et montrons une accélération de la cinétique de cristallisation avec la déformation et la réduction des dimensions. Nous développons ensuite des sondes neuronales innovantes permettant la stimulation et l’enregistrement électrique, et l'administration de médicaments, ainsi que des capteurs électrochimiques.