Transformer les gels par l'entraînement – TrainGel

Contexte général de la recherche / Cadre théorique :
Les processus de conditionnement mécanique et thermique sont utilisés depuis des siècles par l'humanité pour produire des matériaux ayant les propriétés souhaitées. L'application de ces idées aux matériaux amorphes, tels que les verres, présente un intérêt particulier. Les matériaux amorphes réagissent de manière unique aux apports d'énergie et présentent des phénomènes tels que le vieillissement et le sur-vieillissement. L'étude de ces matériaux, en particulier sous entraînement mécanique, révèle des comportements complexes liés à leur paysage énergétique. Des avancées récentes ont élargi notre compréhension de la mémoire mécanique de ces matériaux, montrant comment ils s'adaptent et encodent l'historique des interactions mécaniques.

Hypothèses/questions de recherche/objectifs :
Ce projet vise à étendre le concept d'entraînement des verres aux gels, un domaine relativement peu exploré jusqu'à présent. Nous supposons que les gels colloïdaux et macromoléculaires présenteront des réponses uniques à l'entraînement, ce qui pourrait conduire à de nouvelles propriétés structurelles et mécaniques, telles qu'une résistance accrue, une élasticité réduite ou une anisotropie induite.

Approche/Méthodes :
En combinant des techniques expérimentales telles que la diffusion dynamique de la lumière, le suivi des particules, la microscopie dynamique différentielle, la rhéologie et la microrhéologie, le projet étudiera les effets de divers régimes d'entraînement sur les gels colloïdaux et macromoléculaires. Cette approche comprend l'exploration des interactions colloïdales sensibles à la température, des forces de cisaillement mécaniques et des ultrasons de forte puissance, ce qui permettra de comprendre comment l'entraînement influe sur les propriétés des gels. Parallèlement, nous effectuerons des simulations avancées afin d'examiner et d'analyser la structure et la dynamique des gels dans diverses conditions d'entraînement.

Niveau d'originalité / d'innovation :
Le fait de se concentrer sur les gels marque une rupture importante par rapport aux verres, plus communément étudiés, et représente un changement novateur dans la physique des matières molles. L'approche novatrice du projet vise à découvrir de nouveaux mécanismes de mémoire mécanique et d'adaptabilité dans les matériaux gélifiés.

Principaux chercheurs impliqués :
L'équipe fusionne deux groupes nationaux de scientifiques ayant une grande expérience dans l'étude de la matière molle hors équilibre, y compris les gels en particulier. Le nœud français est coordonné par Thomas Gibaud (ENS Lyon) et comprend Stefano Aime (ESPCI Paris) et Frédéric Pignon (CNRS Grenoble). Le nœud autrichien est coordonné par Roberto Cerbino et comprend Christos Likos, tous deux à l'Université de Vienne. Globalement, la composition de l'équipe couvre tous les aspects pertinents du projet, en maîtrisant un large portefeuille de techniques expérimentales, théoriques et numériques, et en apportant une expertise démontrée sur une classe étendue de gels, y compris les gels biocompatibles pour les applications en biologie cellulaire.