Internships

Internship opportunities at Gemtex Lab

Below, you will find internship offers at Gemtex Lab for 2021

Nom du projet collaboratif associé

Collaboration avec l’Institut Mines Telecom Nord Europe/ Projet collaboratif Photonitex 

 

RÉSUMÉ DU PROJET

Il existe quatre mode principaux de déperdition de température, radiation (50%), convection (30%), évaporation (18%) et conduction (2%). La plupart des vêtements conventionnels sont efficaces contre la convection et parfois l’évaporation. Par contre la déperdition par radiation n’est que peu impactée par ces vêtements. Le projet collaboratif Photonitex se propose donc de réfléchir la réflexion des infra rouges du corps humain en fonction du besoin du porteur. 

Afin de réaliser un textile fonctionnel plusieurs méthodes peuvent être utilisées, que ce soit le choix de la structure originale, mais aussi de la matière première renouvelable/ haute performance … Une voie envisagée est le mélange de polymères immiscibles afin d’obtenir une matrice aux propriétés multiples. Cependant, plus les polymères sont incompatibles moins la filabilité du matériau est bonne. 

Dans le cadre de ce sujet, nous proposons de combiner des matériaux polymères partiellement miscible (PA6, PA12) et immiscible (PET/PA6). Les mélanges de polymères seront fabriqués, filés en voie fondue (extrusion, filage) et testés en rhéologie (dynamique, rotationelle cone/plan et /ou en rhéologie capillaire). L’objectif du stage va donc être l’étude d’un outil de décision rhéologique pour obtenir des propriétés techniques optimales tout en laissant le produit filable. 

 
Plan de travail /Missions :

Le travail se divisera en deux parties principales la première aura lieu à l’ENSAIT et consistera en la réalisation de mélange de polymères à leur filage sur le pilote de filage du GEMTEX et enfin aux premières caractérisations rhéologiques. La seconde se déroulera à l’IMT de Douai et consistera en la réalisation d’essais de rhéologie capillaire et élongationnelle. Au préalable aux essais une évaluation des vitesses de sollicitations sera effectuée à l’aide de modèle analytique 

 

COMPÉTENCE DE L’ÉTUDIANT :

 

  • Mise en oeuvre par voie fondu, notion de rhéologie 
  • Autonomie, anglais, communication écrite et orale
  • Pour les étudiants de M2

 

Durée, lieu et rémunération :
  • durée du stage : 5 à 6 mois
  • date de début de stage : février 2022
  • rémunération : 3,9€/h limité à 35h/semaine

 

Responsable(s) (HDR) & Contacts :

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ENGLISH VERSION

Human body can loose heat by four main ways : radiation (50%), convection (30%), evaporation (18%) and conduction (2%). Whereas traditional clothing is very efficient against convection, conduction and sometimes evaporation, the lost by radiation is often not impacted by clothing. The Photonitex project aims at reflecting this human body infrared toward the wearer or the exterior depending of the need.

In order to realize a functional textile, several methods might be used such as original structuration, usage of original,/renewable materials … One of the possible ways is to mix immiscible polymer to obtain a polymer matrix with multiple properties. Nevertheless, the more the polymers are incompatible the less the filability is.

In this subject, we propose to combine partially miscible polymer materials (PA6, PA12) and immiscible material (PET/PA6). The polymer blend will be done, melt spinned and rheologically tested (dynamic, rotational cone/planar). The internship objective will be the study of a rheological decision tool. This tool should enable to obtain the best technical properties and maintain filability.

Plan of work :

The work will be divided in two main parts. The first will be held in ENSAIT and will consist in the realization of the polymer blends, the melt spinning and the first rheological characterizations. The second will be held in the IMT of Douai and will consist of capillary rheological study. Before hand the tests an evaluation of the solicitation speed will be done with an analatycal model.

Competence of the student:

  • Melt spinning, polymer blending, rheology notions 
  • Autonomous, English, oral and writing presentation skills

  • For M2 students

     

Length of internship : 5-6 month
Remuneration : 3.9 €/h limited to 35h/week
Beginning of internship : 02/2022

 

Contacts :
Résumé du projet

Les futurs textiles intelligents requièrent le développement de fibres textiles complexes à propriétés spécifiques via le procédé d’extrusion-filage. Les mélanges de polymères, les nanocomposites et leurs associations (mélanges de polymères thermoplastiques nanochargé) permettent d’apporter des propriétés originales comme l’ignifugation, la conduction électrique, l’effet antibactérien ou encore des propriétés adaptatives. Ces fibres techniques complexes ont été développées ou sont en cours de développement au sein du laboratoire GEMTEX de l’ENSAIT mais l’optimisation des propriétés de ces fibres (et des formulation) demande de nombreux essais coûteux. En particulier, la stabilité du procédé de filage n’est pas toujours garantie selon les matériaux choisis et un outil prédictif sur la faisabilité de certaine formulation serait grandement apprécié au niveau académique et industriel. Un contrôle rhéologique est actuellement pressenti et l’objectif du stage consiste en l’exploration des relations entre le comportement rhéologique et la stabilité du procédé d’extrusion-filage pour diverses formulations de référence basées sur des mélanges de polymères et des nanocomposites.

Plan de travail /Missions :

Le travail se divisera en plusieurs partie :

  • Etude bibliographique sur le filage des mélanges de polymères/nanocomposites et la relation comportement rhéologique / stabilité du procédé de filage
  • Mise au point d’un plan d’expérience et réalisation d’essais de filage de mélanges de polymères/nanocomposites sur le pilote de filage du laboratoire GEMTEX et (ENSAIT).

  • Réalisation d’essais rhéologiques en cisaillement et en élongation dans des conditions représentatives du procédé de filage (IMT Mines de Douai), notamment en terme de vitesse de sollicitation.

  • Interprétation des résultats et des corrélations, mise en forme d’un rapport complet.

Profil recherché :

Etudiant de niveau M2 spécialisé sur les matériaux polymères avec des connaissances initiales (voir avancées) sur les procédés de mise en forme, la physique et la rhéologie des matériaux polymères/textiles.

Durée, lieu et rémunération :

Stage de 4-5 mois à l’ENSAIT – Laboratoire GEMTEX (Roubaix), 1 mois à IMT Lille Douai – CERI Matériaux & Procédés (Douai). Démarrage ideal 01/02/2020. Gratification environ 560€/mois.

Responsable(s) (HDR) & Contacts :

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Summary of the project

In order to make an innovative textile several methods may be used: original structure, renewable raw material/high performance material but also the introduction of a new material in a known polymer matrix. This is the technics used by numerous applications such as firemen clothing against fire or user felled-temperature adaptive material. All this technics were developed or are currently being developed in GEMTEX laboratory. Each time, active fillers are added to a polymer which is used for the processing. Generally the higher the filler quantity the better the expected properties, on the contrary the yarn processability strongly decrease with increasing filler contents. The objective of the internship will then be the fabrication of a rheological decision tool in order to obtain maximum properties and best possible yarn processability.

Work plan :

The work will be divided in several mains parts.

  • Bibliographic study on the melt spinning process of polymers/ nanocomposites and the relation between rheological behavior and melt spinning process
  • Experience plan and realisation of melt spinning composites on melt spinning apparatus of ENSAIT
  • Realisation of rheological shearing tests (IMT Lille Douai) in conditions near to the melt spinning process in particular in terms of shearing rate
  • Results interpretation and correlation, writing of a full report

    Ideal candidate: Master student specialized in material science or polymer science with basics or advanced knowledge in processing, physics and rheology of polymers

Length, place and gratification:
  • internship of 4 to 5 months in ENSAIT – Laboratoire GEMTEX (Roubaix), 1 mois à IMT Lille Douai – CERI Matériaux & Procédés (Douai). Ideal start : 01/02/2019. Gratification roughly 560€

Contacts :

 Keywords: Bio-inspired, bio-sourced, natural protein polymers, nanofiber webs, electrospinning / Mot clés : Bio inspire, bio source, polymères naturels protéique, toile de nano fibre, electrofilage 

 Durée du stage : 5 ou 6 mois/ 5 to 6 months 

 Résumé du sujet (objectif, plan de travail) : 

Les araignées produisent des fibres naturelles aux propriétés extrêmement intéressantes. Suivant les situations et l’espèce d’araignée la fibre produite peut avoir des propriétés mécaniques supérieures à celle de fibres telles que le Kevlar™. La Figure 1 compare les propriétés mécaniques en traction de soie d’araignée avec des fibres industrielles. 

 Les propriétés mécaniques ne sont néanmoins pas les seules qui peuvent présenter un intérêt dans le cadre de ce sujet : 

  •  Filtration (Tiwari, Joshi, Park, & Kim, 2017) 
  • Culture cellulaire (Tiwari et al., 2017) 
  • Résistance à l’eau et biodégradabilité 
  • Adhésion  … 

Ce projet vise à disperser un polymère naturel dans une solution puis à le déposer par une

technique d’électrofilage. 

Après la mise en solution et la réalisation de voile d’electrospinning de polymères naturels, la réalisation de voile composé de plusieurs filaments entrelacés est envisagée. L’objectif serait donc de s’inpirer de la technique de l’araignée qui produit un fil composé de plusieurs filaments issus de glandes différentes pour atteindre des propriétés mécaniques supérieures. 

L’objectif scientifique serait de développer des fibres bio-sourcées (polymères protéiques) qui ne sont habituellement pas accessible par des technologies de filage par voie fondue ou meltblown utilisé dans les nontissés. L’electrofilage permet d’atteindre l’échelle des nanofibres plus facilement que d’autres technologies textiles. Ainsi, plusieurs échelles peuvent être atteintes : le diamètre de la fibre est nanoscopique tandis que la longueur des fibres est infini enfin l’épaisseur du voile fait plusieurs centaine de micromètres il sera ainsi possible de créer un textile multi échelle bio sourcé. 

Summary of the project: 

Spiders naturally produce fibers whose properties are extremely interesting. Depending on the situations and the spider species the produced fibers may have mechanical properties higher than KevlarTM. Figure 1 compares the tensile mechanical properties of spider silk with man-made fibers. 

Mechanical properties are nonetheless not the only one that are currently interesting in the frame of this subject: 

  •  Filtration (Tiwari et al., 2017) 
  • Cellular growth (Tiwari et al., 2017) 
  • Water resistance and biodegradability 
  • Adhesion 
  •  

This project aims to disperse a natural polymer in a solution and then to deposit it with an electrospinning technic. 

After the solubilization and the realization of a natural polymer electrospinning web, the construction of multi and interlaced filaments web is envisaged. The goal is to be inspired by the spider technic, which produce a yarn based on several filaments issued from several glands to obtain higher mechanical properties. 

The scientific objective would be to develop bio sourced fibers (protein polymers) which are classically not available by melt blown technologies used in nonwoven. Electrospinnning enables, more easily than other textile technologies, the acquisition of nanofibers. Thus several scales are obtainable: the fibers diameter is in the nanoscale range whereas the textile thickness is in micrometers finally the fiber length is infinite. 

Bibliographie /References: 

Chacón, J. M., Caminero, M. A., Núñez, P. J., García-Plaza, E., García-Moreno, I., & Reverte, J. M. (2019). Additive manufacturing of continuous fibre reinforced thermoplastic composites using fused deposition modelling: Effect of process parameters on mechanical properties. Composites Science and Technology, 181(May), 107688. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.107688 

Kerr, G. G., Nahrung, H. F., Wiegand, A., Kristoffersen, J., Killen, P., Brown, C., & Macdonald, J. (2018). Mechanical properties of silk of the Australian golden orb weavers Nephila pilipes and Nephila plumipes. Biology Open, 7(2). https://doi.org/10.1242/bio.029249 

Tiwari, A. P., Joshi, M. K., Park, C. H., & Kim, C. S. (2017). Nano-Nets Covered Composite Nanofibers with Enhanced Biocompatibility and Mechanical Properties for Bone Tissue Engineering. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 18(1), 529–537. https://doi.org/10.1166/jnn.2018.13930 

 

Responsable (HDR) : Fabien SALAÜN (email : fabien.salaun@ensait.fr ) 

Encadrant(s) :

 

 

Résumé du projet

Les futurs textiles intelligents requièrent le développement de fibres textiles complexes à propriétés spécifiques via le procédé d’extrusion-filage. Les mélanges de polymères, les nanocomposites et leurs associations (mélanges de polymères thermoplastiques nanochargé) permettent d’apporter des propriétés originales comme l’ignifugation, la conduction électrique, l’effet antibactérien ou encore des propriétés adaptatives. Ces fibres techniques complexes ont été développées ou sont en cours de développement au sein du laboratoire GEMTEX de l’ENSAIT mais l’optimisation des propriétés de ces fibres (et des formulation) demande de nombreux essais coûteux. En particulier, la stabilité du procédé de filage n’est pas toujours garantie selon les matériaux choisis et un outil prédictif sur la faisabilité de certaine formulation serait grandement apprécié au niveau académique et industriel. Un contrôle rhéologique est actuellement pressenti et l’objectif du stage consiste en l’exploration des relations entre le comportement rhéologique et la stabilité du procédé d’extrusion-filage pour diverses formulations de référence basées sur des mélanges de polymères et des nanocomposites.

Plan de travail /Missions :

Le travail se divisera en plusieurs partie :

  • Etude bibliographique sur le filage des mélanges de polymères/nanocomposites et la relation comportement rhéologique / stabilité du procédé de filage
  • Mise au point d’un plan d’expérience et réalisation d’essais de filage de mélanges de polymères/nanocomposites sur le pilote de filage du laboratoire GEMTEX et (ENSAIT).

  • Réalisation d’essais rhéologiques en cisaillement et en élongation dans des conditions représentatives du procédé de filage (IMT Mines de Douai), notamment en terme de vitesse de sollicitation.

  • Interprétation des résultats et des corrélations, mise en forme d’un rapport complet.

Profil recherché :

Etudiant de niveau M2 spécialisé sur les matériaux polymères avec des connaissances initiales (voir avancées) sur les procédés de mise en forme, la physique et la rhéologie des matériaux polymères/textiles.

Durée, lieu et rémunération :

Stage de 4-5 mois à l’ENSAIT – Laboratoire GEMTEX (Roubaix), 1 mois à IMT Lille Douai – CERI Matériaux & Procédés (Douai). Démarrage ideal 01/02/2020. Gratification environ 560€/mois.

Responsable(s) (HDR) & Contacts :

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Summary of the project

In order to make an innovative textile several methods may be used: original structure, renewable raw material/high performance material but also the introduction of a new material in a known polymer matrix. This is the technics used by numerous applications such as firemen clothing against fire or user felled-temperature adaptive material. All this technics were developed or are currently being developed in GEMTEX laboratory. Each time, active fillers are added to a polymer which is used for the processing. Generally the higher the filler quantity the better the expected properties, on the contrary the yarn processability strongly decrease with increasing filler contents. The objective of the internship will then be the fabrication of a rheological decision tool in order to obtain maximum properties and best possible yarn processability.

Work plan :

The work will be divided in several mains parts.

  • Bibliographic study on the melt spinning process of polymers/ nanocomposites and the relation between rheological behavior and melt spinning process
  • Experience plan and realisation of melt spinning composites on melt spinning apparatus of ENSAIT
  • Realisation of rheological shearing tests (IMT Lille Douai) in conditions near to the melt spinning process in particular in terms of shearing rate
  • Results interpretation and correlation, writing of a full report

    Ideal candidate: Master student specialized in material science or polymer science with basics or advanced knowledge in processing, physics and rheology of polymers

Length, place and gratification:
  • internship of 4 to 5 months in ENSAIT – Laboratoire GEMTEX (Roubaix), 1 mois à IMT Lille Douai – CERI Matériaux & Procédés (Douai). Ideal start : 01/02/2019. Gratification roughly 560€

Contacts :

 Keywords: Bio-inspired, bio-sourced, natural protein polymers, nanofiber webs, electrospinning / Mot clés : Bio inspire, bio source, polymères naturels protéique, toile de nano fibre, electrofilage 

 Durée du stage : 5 ou 6 mois/ 5 to 6 months 

 Résumé du sujet (objectif, plan de travail) : 

Les araignées produisent des fibres naturelles aux propriétés extrêmement intéressantes. Suivant les situations et l’espèce d’araignée la fibre produite peut avoir des propriétés mécaniques supérieures à celle de fibres telles que le Kevlar™. La Figure 1 compare les propriétés mécaniques en traction de soie d’araignée avec des fibres industrielles. 

 Les propriétés mécaniques ne sont néanmoins pas les seules qui peuvent présenter un intérêt dans le cadre de ce sujet : 

  •  Filtration (Tiwari, Joshi, Park, & Kim, 2017) 
  • Culture cellulaire (Tiwari et al., 2017) 
  • Résistance à l’eau et biodégradabilité 
  • Adhésion  … 

Ce projet vise à disperser un polymère naturel dans une solution puis à le déposer par une

technique d’électrofilage. 

Après la mise en solution et la réalisation de voile d’electrospinning de polymères naturels, la réalisation de voile composé de plusieurs filaments entrelacés est envisagée. L’objectif serait donc de s’inpirer de la technique de l’araignée qui produit un fil composé de plusieurs filaments issus de glandes différentes pour atteindre des propriétés mécaniques supérieures. 

L’objectif scientifique serait de développer des fibres bio-sourcées (polymères protéiques) qui ne sont habituellement pas accessible par des technologies de filage par voie fondue ou meltblown utilisé dans les nontissés. L’electrofilage permet d’atteindre l’échelle des nanofibres plus facilement que d’autres technologies textiles. Ainsi, plusieurs échelles peuvent être atteintes : le diamètre de la fibre est nanoscopique tandis que la longueur des fibres est infini enfin l’épaisseur du voile fait plusieurs centaine de micromètres il sera ainsi possible de créer un textile multi échelle bio sourcé. 

Summary of the project: 

Spiders naturally produce fibers whose properties are extremely interesting. Depending on the situations and the spider species the produced fibers may have mechanical properties higher than KevlarTM. Figure 1 compares the tensile mechanical properties of spider silk with man-made fibers. 

Mechanical properties are nonetheless not the only one that are currently interesting in the frame of this subject: 

  •  Filtration (Tiwari et al., 2017) 
  • Cellular growth (Tiwari et al., 2017) 
  • Water resistance and biodegradability 
  • Adhesion 
  •  

This project aims to disperse a natural polymer in a solution and then to deposit it with an electrospinning technic. 

After the solubilization and the realization of a natural polymer electrospinning web, the construction of multi and interlaced filaments web is envisaged. The goal is to be inspired by the spider technic, which produce a yarn based on several filaments issued from several glands to obtain higher mechanical properties. 

The scientific objective would be to develop bio sourced fibers (protein polymers) which are classically not available by melt blown technologies used in nonwoven. Electrospinnning enables, more easily than other textile technologies, the acquisition of nanofibers. Thus several scales are obtainable: the fibers diameter is in the nanoscale range whereas the textile thickness is in micrometers finally the fiber length is infinite. 

Bibliographie /References: 

Chacón, J. M., Caminero, M. A., Núñez, P. J., García-Plaza, E., García-Moreno, I., & Reverte, J. M. (2019). Additive manufacturing of continuous fibre reinforced thermoplastic composites using fused deposition modelling: Effect of process parameters on mechanical properties. Composites Science and Technology, 181(May), 107688. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.107688 

Kerr, G. G., Nahrung, H. F., Wiegand, A., Kristoffersen, J., Killen, P., Brown, C., & Macdonald, J. (2018). Mechanical properties of silk of the Australian golden orb weavers Nephila pilipes and Nephila plumipes. Biology Open, 7(2). https://doi.org/10.1242/bio.029249 

Tiwari, A. P., Joshi, M. K., Park, C. H., & Kim, C. S. (2017). Nano-Nets Covered Composite Nanofibers with Enhanced Biocompatibility and Mechanical Properties for Bone Tissue Engineering. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 18(1), 529–537. https://doi.org/10.1166/jnn.2018.13930 

 

Responsable (HDR) : Fabien SALAÜN (email : fabien.salaun@ensait.fr ) 

Encadrant(s) :