Diffusion at extreme conditions – HP-QENS

Le présent projet concerne l?étude, par des techniques de diffusion quasi-élastique de neutrons et de dynamique moléculaire, de la dynamique de diffusion microscopique des molécules d?eau dans le liquide pure et dans les solutions aqueuses soumises à des conditions extrêmes de pression et de température. Ces études seront étendues ultérieurement à d?autres liquides hydrogènes. Dans ce but, nous proposons de développer une nouvelle cellule de mesures neutroniques adaptée aux conditions extrêmes. Il s?agit d?une presse large volume haute pression intégrant les techniques de gasketting spécifiques et les adaptant aux mesures QENS dans le domaine 0-5 GPa. Ce domaine dépasse d?un ordre de grandeur celui qui est accessible dans les expériences réalisées jusqu?ici. Nous aurons ainsi un accès direct aux dynamiques diffusives et rotationnelles, et au tunneling, ainsi qu?aux mouvement de cage des protons dans les liquides hydrogénés sous conditions extrêmes. Cette méthode est nouvelle et originale et nous en avons récemment testé la faisabilité. La combinaison, pour le première fois, des méthodes QENS à la technologie des presses Paris-Edimbourg Large Volume donnera un outil puissant qui permettra d?accéder à une compréhension approfondie du comportement diffusif et du rôle du réseau de liaisons hydrogène dans l?eau et dans les solutions aqueuses sous conditions extrêmes. Ceci ouvrira de nouvelles directions de recherche en géophysique, biophysique et sciences de l?environnement, ainsi qu?aux applications industrielles.