Topic description
La nature a évolué pour produire une diversité étonnante d'architectures poreuses optimisées qui interviennent simultanément dans la coloration, la transparence, la thermorégulation, l'hydrophobicité — mais les mécanismes régissant leur formation commencent tout juste à être compris. Les écailles d'ailes de papillon en sont un exemple paradigmatique : grandes cellules structurées hiérarchiquement (couche par couche) et conçues pour fonctionner après une mort programmée, et offrant le potentiel d'inspirer des approches biomimétiques pour la création de matériaux multifonctionnels à ces échelles (submicroniques) particulièrement exigeantes. Ce projet entreprendra une modélisation multi-échelle, résolue dans le temps, des changements topologiques observés au cours du développement des ailes de papillon, et caractérisera in silico l'espace des phases morphologiques des interfaces biologiques et biomimétiques réalisables, en vue d'applications potentielles allant du photovoltaïque/photonique à l'électronique flexible et l'actionneur souples.
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Nature has evolved to produce a stunning diversity of optimized porous architectures that simultaneously perform a variety of functions (for example, coloration, transparency, thermoregulation, hydrophobicity) and yet the mechanisms governing their formation are only just beginning to be elucidated. A paradigmatic example are the butterfly wing scales: large cells that are patterned hierarchically (layer-by-layer) and designed to function upon programmed cell-death. They offer the potential to inspire biomimetic approaches for the creation of multifunctional materials at these particularly demanding (sub-micron) scales. This project will undertake time-resolved, multi-scale modeling of the topological changes observed during butterfly wing development and characterize in silico the morphological phase space of achievable biological and biomimetic interfaces, for potential applications ranging from photovoltaics, photonics to flexible electronics and soft actuators.
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Début de la thèse : 01/10/
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Financement d'un établissement public Français
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