Blanc SIMI 10 - Blanc - SIMI 10 - Nanosciences

Nano dynamique des fluides – NANOFLUIDYN

Résumé de soumission

Les interfaces et liquides confinés jouent un rôle majeur dans de nombreux systèmes biologiques et technologiques, leur influence devenant prédominante lors d’une miniaturisation. La compréhension de ces effets est un objectif ambitieux qui requiert le développement de techniques pour confiner des liquides et étudier leur comportement à l’échelle nanométrique. L’objectif de ce projet est de résoudre un large éventail de questions ouvertes en physique des fluides, notamment celles concernant l’origine physique des longueurs caractéristiques qui contrôlent le comportement à l’échelle nanométrique. Il rassemble quatre partenaires avec des expertises complémentaires (CEMES, LPENSL, CBMN and IMFT), impliqués dans le développement de méthodes non-conventionnelles de microscopie à force atomique appliquée aux fluides. La combinaison de ces techniques avec des sondes originales, ainsi que des modèles théoriques et numériques originaux nous permettront d’étudier les liquides confinés et les interfaces soumis à des sollicitations encore jamais testées.
Une nouvelle méthode AFM a été récemment développée pour aborder ce sujet. Elle consiste à immerger partiellement dans le liquide étudié, une sonde cylindrique fabriquée à l’extrémité d’un bras de levier. Les travaux pionniers des partenaires de NANOFLUYDIN ont montré que cette géométrie permet d’étudier non seulement les propriétés du liquide en volume, mais aussi l’interface liquide, le nanoménisque qui se forme autour de la fibre et la ligne de contact. De plus, de nouveaux développements expérimentaux ont été réalisés par deux membres du consortium : au LPENSL, un AFM haute résolution dont le très faible niveau de bruit est adapté à des mesures de fluctuations thermiques ; au CBMN un AFM haute-fréquence qui permet de travailler avec des amplitudes de l’ordre du picomètre jusqu’à 20MHz. La combinaison des instruments disponibles dans le consortium donne accès à des domaines d’amplitude, de fréquence et de forces s’étendant chacun sur plus de 5 ordres de grandeurs, couvrant ainsi une gamme d’excitations inégalée. Par son expertise en modélisation, le consortium rassemblé a toutes les capacités pour tirer profit de cette valeur ajoutée.
La synergie entre ces expertises donne l’opportunité de résoudre de nombreuses questions fondamentales de physique des fluides. Parmi les sujets pour lesquels nous pensons que le projet donnera lieu à des avancées importantes, on peut citer :
- La réponse des fluides à des gammes de sollicitations inégalées, notamment à haute fréquence et faible amplitude devrait conduire à une caractérisation précise des longueurs pertinentes à petite échelle, de leur origine physique et de leur interaction.
- La mesure de raideur effective d’interfaces, ainsi que la réponse spectrale accessible par HR-AFM en enregistrant les fluctuations thermiques de l’interface, donneront des informations sur ses propriétés mécaniques, son couplage avec la sonde et le rôle de surfactants, et permettront de définir une nouvelle méthode pour sonder les propriétés locales d’interfaces.
- La mesure des sources de dissipation au voisinage de la ligne de contact et le rôle des défauts à l’échelle nanométrique seront des résultats importants qui permettront une avancée dans la physique du mouillage. Cela stimulera de nouveaux travaux théoriques pour raccorder les échelles moléculaires et macroscopiques, ce qui constitue le principal verrou en mouillage.
Le projet est organisé en 5 tâches, une pour la coordination, une sur les aspects instrumentaux et trois tâches correspondant aux problèmes mentionnés ci-dessus.
Le projet est basé sur des avancées technologiques réalisées par les partenaires pour améliorer la connaissance des liquides à l’échelle nanométrique. Les avancées apportées par NANOFLUIDYN sur la physique des liquides newtoniens ouvriront de larges perspectives dans les domaines plus généraux des fluides complexes ou de la biologie.

Coordination du projet

Thierry ONDARCUHU (Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IMFT Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse
CBMN Chimie et Biologie des Membranes et des Nano-objets
LPENSL Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon
CEMES Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales

Aide de l'ANR 561 584 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2013 - 48 Mois

Liens utiles

Explorez notre base de projets financés

 

 

L’ANR met à disposition ses jeux de données sur les projets, cliquez ici pour en savoir plus.

Inscrivez-vous à notre newsletter
pour recevoir nos actualités
S'inscrire à notre newsletter