PhD position in the development of life-like materials that learn, remember, and forget for use in soft robotics — Empa

Description complète

La science et la technologie des matériaux sont notre passion. Grâce à nos recherches de pointe, les quelque 1 100 employés d'Empa apportent une contribution essentielle au bien-être de la société pour un avenir digne d'être vécu. Empa est une institution de recherche du domaine ETH.

Position du doctorat dans le développement de matériaux comme la vie qui apprennent, se souviennent et oublient pour l'utilisation en robotique douce

Dans notre groupe de recherche, nous concevons un élastomère polyuréthane multiréaction mécaniquement robuste avec des interrupteurs moléculaires intégrés à la colonne vertébrale. Notre objectif est de passer au-delà des matériaux conventionnels réceptifs aux stimuli, qui se contentent de basculer entre des états prédéterminés, vers des matériaux ressemblant à la vie qui apprennent réellement : former des souvenirs, les consolider au fil du temps, oublier sélectivement, et adapter leur comportement par l'expérience, tout en conservant des propriétés mécaniques de qualité commerciale. Dans ce projet de doctorat, vous synthétiserez et caractériserez des élastomères de polyuréthane semi-cristallin contenant des interrupteurs moléculaires photo-, halo- et thermochromiques intégrés à l'épine dorsale, et étudierez comment leurs interactions peuvent être conçues pour produire des comportements quantifiables en mémoire et en apprentissage.

Vos tâches

• Synthétiser les bibliothèques de polyuréthanes mono-, bi- et triple-interrupteurs (Stenhouse sel, DASA, et Spiropyran) par copolymérisation et après polymérisation, et valider l'intégration de la colonne vertébrale par NMR, GPC, DSC, DMA, essais de traction, spectroscopie UV-Vis et caractérisation de la sonde de pompe.
• Concevoir et caractériser des cascades de commutation synergiques (voies collaboratives, compétitives et interdépendantes) en utilisant la spectroscopie résolue dans le temps et résolue dans l'espace, l'éclairage à motifs et les stimuli pH/thermal.
• Élaborer et valider des cartes logiques pour la formation de la mémoire, la consolidation et l'oubli sélectif, et les traduire en cycles d'entraînement-appel-oubli sur les films de polymères physiques et les actionneurs bicouches.
• Contribuer à l'intégration du matériel d'apprentissage dans les actionneurs bicouches robotisés doux et, avec l'équipe élargie, démontrer l'adaptation comportementale dans les robots souples autonomes.
• Collaborer avec des partenaires internationaux

Votre profil

Le candidat devrait avoir une solide expérience en chimie organique, chimie du polymères, science des matériaux ou un domaine étroitement lié. Nous recherchons une personne très motivée et curieuse qui aime travailler à l'interface de la chimie synthétique, de la science des matériaux et de la robotique douce, qui est confortable dans un environnement multidisciplinaire et collaboratif. Le doctorant doit être très compétent en anglais parlé et écrit et détenir une maîtrise. Il participera à la rédaction de publications scientifiques et à la présentation de données lors de conférences scientifiques nationales et internationales. Une expérience antérieure dans un ou plusieurs des domaines suivants est requise :

• Synthèse et caractérisation des polymères/polyuréthanes
• Interrupteurs moléculaires (p. ex. systèmes photochromiques, halochromiques ou thermochromiques)
• Méthodes analytiques normalisées (RMN, UV-Vis, FTIR et techniques connexes)
• Caractérisation thermomécanique des polymères (DSC, DMA, essais de traction) L'expérience avec les actionneurs souples ou les systèmes robotiques souples est un plus mais pas nécessaire.

Notre offre

Ce projet s'inscrit dans le cadre d'une subvention de la SNSF Ambizione dirigée par le Dr Livius F. Muff, hébergée dans le groupe du Dr Luciano Boesel à Empa. Les travaux seront principalement effectués à Empa St.Gallen sous la supervision directe du Dr Livius F. Muff. Le doctorant sera affilié à l'ETH Zürich (Prof. René Rossi, D-HEST).

Nous vivons une culture d'inclusion et de respect. Nous accueillons toutes les personnes qui s'intéressent à des activités novatrices, durables et significatives - c'est ce qui compte.

Nous sommes impatients de recevoir votre candidature en ligne complète comprenant une lettre de motivation, CV, certificats, diplômes et coordonnées de deux personnes de référence. Veuillez les soumettre exclusivement via notre portail d'emploi. Les demandes par courrier électronique et par la poste ne seront pas prises en considération.

Questions sur cette offre