Explorer les lois d’échelles des matériaux nanoporeux élaborés par fabrication additive et déalliage par métal liquide – HIERARCHY

Les matériaux à porosité multi-échelles présentent des fonctionnalités supérieures à celles des structures nanoporeuses conventionnelles: efficacité du transfert de masse et accessibilité accrue des surfaces actives, contribuant ainsi à leur utilisation en catalyse ou en tant que capteurs. Les matériaux poreux multi-échelles présentent également une résistance mécanique et une stabilité structurelle améliorées par rapport à leurs homologues à porosité unique, ce qui en fait des candidats idéaux pour les applications exigeant des matériaux robustes.
Ce projet de recherche se concentre sur l'exploration des matériaux à porosité multi-échelles élaborés grâce à une approche innovante combinant fabrication additive et désalliage par métal liquide. L’intégration de la fabrication additive dans le processus d’élaboration introduit une nouvelle dimension dans le potentiel d’architecturation de ces matériaux. La liberté de forme en fabrication additive ouvre en effet de nouvelles perspectives dans l’architecture et la géométrie des pores aux différentes échelles, ouvrant la voie à la création de nouveaux matériaux dotés de fonctionnalités sans précédent.
Les objectifs du projet sont les suivants:
(i) explorer les possibilités de combinaison de la fabrication additive avec le désalliage par métal liquide pour élaborer des structures poreuses multi-échelles avec une porosité et des microstructures contrôlées.
(ii) modéliser quantitativement le processus de désalliage par métal liquide pour les systèmes étudiés (TiCu désallié dans Mg et NbTi désallié dans Cu) et pour des géométries arbitrairement complexes afin de prédire la profondeur de désalliage et les gradients de composition en fonction du temps.
(iii) explorer les lois d'échelle pour les propriétés mécaniques des structures poreuses multi-échelles par une combinaison d'essais mécaniques sur les échantillons désalliés et de simulations numériques s'appuyant sur la méthode des éléments finis.