Approche bottom-up pour le contôle des écoulements : nano-ingénierie des interfaces solide-liquide, aspects fondamentaux et applications en micro- et nano- fluidique – NANO-DRIVE

L'objectif de ce projet est une approche bottom-up visant à maitriser des couplages spécifiques à l'échelle nanométrique au sein des interfaces solide-liquide pour contrôler passivement et dynamiquement des écoulements fluides à de plus grandes échelles. En effet un couplage dynamique existe entre le mouvement du fluide au voisinage de l'interface et la nature intime de cette interface déterminée par les propriétés du couple surface/liquide: charge de surface, mouillabilité, chimie de surface, topographie. La compréhension fondamentale de ces effets et la capacité à les utiliser dynamiquement sont les cibles majeures de ce projet articulé en trois volets complémentaires : (i) la nano-ingénierie des surfaces en elle-même, c'est-à-dire la modification des propriétés aux échelles nanométriques, basée notamment sur la fonctionalisation chimique et la structuration géométrique des surfaces, nous permettant de contrôler le couplage dynamique aux interfaces ; (ii) le développement d'une instrumentation spécifique qui nous permettra d'atteindre une caractérisation fine à l'échelle nanométrique de la dynamique aux interfaces, dans le but d'obtenir une compréhension fondamentale des effets obtenus ; (iii) le dévelopement d'une nouvelle génération de fonctionalités microfluidiques élémentaires (pompes, actuateurs, mélangeurs) sur la base d'une actuation dynamique des couplages obtenus. Pour ces trois volets, un aller-retour constant entre résultats expérimentaux et développements théoriques (modélisation et simulation numérique à l'échelle moléculaire) sera opéré.