Modifications des Propriétés de Fluides Multiphasiques par Confinement Géométrique dans des Matériaux Mésoporeux Avancés – NanoLiquids

Les fluides confinés dans une géométrie poreuse de taille nanométrique présentent des propriétés uniques qui n'ont pas d'équivalent dans les systèmes correspondants en volume. En tant que tels, ils méritent un grand intérêt pour leur potentiel élevé d'innovation technologique. Dans ce contexte, la communauté scientifique a été encouragée à améliorer la connaissance de base des liquides nanoconfinés.
Au cours de la dernière décennie, un nombre impressionnant de propriétés physico-chimiques ont été étudiées lors du confinement d'un fluide dans un milieu mésoporeux. De façon générale, il apparaît que la nature de l'interaction surface-liquide et les paramètres géométriques de confinement affectent fondamentalement les changements de phase, la structure, la dynamique et l’écoulement de fluide, conduisant à des phénomènes physico-chimiques originaux.

La prochaine étape dans le domaine serait de diriger les (nouvelles) propriétés des nanofluides à volonté. Actuellement, un grand nombre des systèmes étudiés comprennent une seule phase fluide confinée dans un matériau poreux «passif», ce qui est considéré comme une limitation à de tels développements. Pour cette raison, l'objectif du projet NanoLiquids est d'explorer les propriétés de nouveaux systèmes qui permettraient un contrôle sans précédent des interfaces, basé sur le nanoconfinement de fluides multicomposants dans des matériaux poreux fonctionnalisés avec une chimie de surface modulée périodiquement.

Partant des études de la structure à l’échelle mésoscopique et de la dynamique des systèmes binaires, nous étudierons les propriétés physico-chimiques des mélanges confinés dans des milieux mésoporeux. En particulier, notre projet étudiera les phénomènes de microséparation de phases, l’hypersolubilité des gaz et les changements de comportement rhéologique des fluides induits par le confinement ainsi que l'interaction entre ces phénoménologies. Ces études ne seront possibles que par la combinaison d'un grand nombre de méthodes complémentaires et de compétences en physique et en chimie, à la fois expérimentales et numériques, englobant des fenêtres temporelles et spatiales allant des échelles moléculaires aux échelles macroscopiques et apportant une forte valeur ajoutée à cette collaboration franco-allemande.