Lorsqu’ils sont soumis à des rayonnements ionisants, il se forme dans la matière organique des ionisations et des excitations. Ces espèces initiales évoluent vers la formation de radicaux qui conduisent à la formation de défauts. Ces défauts peuvent être classés selon deux grandes catégories : les défauts macromoléculaires (qui restent dans le matériau) et les gaz.   

Le but des études sur l’évolution de la matière organique sous rayonnements ionisants est de comprendre les processus impliqués dans le vieillissement radio-induit des polymères, soit sous oxygène, soit sous vide, en analysant à la fois les défauts macromoléculaires et l’émission de gaz. Bien que nous soyons installés au GANIL, nos études ne se limitent pas aux faisceaux d’ions, nous travaillons également avec des faisceaux d’électrons et les rayonnements g. Par ailleurs, les ions, à la condition d’un choix bien raisonné de l’ion et de son énergie, les ions servent à simuler les effets des particules a des actinides. 

Les défauts radio-induits dépendent du matériau (structure chimique du monomère, microstructure, températures de transition, composition chimique) et des paramètres d’irradiation (TEL, dose et débit de dose). Les matériaux étudiés peuvent être des polymères synthétiques, des polymères d’intérêt biologique (peptides, collagène…) et plus récemment des polymères biosourcés.

Nous nous intéressons à la caractérisation des défauts, à la compréhension des mécanismes de formation et à l’influence des paramètres tels la dose et le débit de dose sur leur formation. L’un des axes de notre recherche concerne les transferts d’énergie dans les polymères sous irradiation et l’influence des défauts radio-induits aux faibles doses sur l’évolution ultérieure du polymère.

Notre particularité est de travailler soit avec les polymères synthétisés à façon, soit avec des mélanges de molécules organiques aux basses températures pour simuler des polymères contenant le groupement ou les groupements spécifiques d’intérêt en s’affranchissant de la mobilité radicalaire. Les analyses sont effectuées en ligne avec des méthodes spectroscopiques (IRTF, UV-Visible, masse), grâce à des dispositifs expérimentaux développés au CIMAP.