Structure orientationnelle de l'eau dans les électrolytes hautement concentrés – Harmonix

Les électrolytes sont omniprésents dans notre environnement naturel et sont essentiels dans de nombreux domaines de la technologie moderne. Récemment, de nouvelles perspectives sont apparues : les électrolytes sont des acteurs complexes et centraux nécessitant un nouveau niveau de description impliquant différentes échelles de longueur. Cependant, contrairement aux solides cristallins pour lesquels un cadre précis existe pour décrire la structure atomique, la quantification de l'ordre structurel dans les électrolytes s'avère plus difficile. Des progrès ont été réalisés pour les liquides dipolaires, mais la description précise de liquides comme l'eau en présence d’électrolyte, reste un défi. Harmonix vise à observer et à comprendre la structure de l'eau à l'échelle moléculaire et son rôle dans les électrolytes à haute concentration. Nous proposons de : 1) Développer un instrument optique de diffusion de seconde harmonique (SHS). Cette nouvelle technique optique est capable de mesurer la fonction g-orientationnelle de l'eau dans la limite des petites fréquences. Nous voulons démontrer qu'il est possible d'accéder aux longueurs d'interaction à longue portée à l'aide d'une technique optique aux longueurs d'onde UV-visible-IR.
2) Combiner les observations faites avec les expériences SHS, l'observation des corrélations à courte portée avec la spectroscopie X-Ray inélastique (IXS) et les théories analytiques et numériques de l'état liquide telles que l'équation intégrale (IE) ou la combinaison de la dynamique moléculaire (MD) et des équations intégrales. Nous voulons relier les informations sur les courtes et longues échelles à un modèle analytique/numérique cohérent.
3) Comprendre comment l'eau dans les électrolytes à haute concentration est organisée en fonction de la pression et de la température jusqu'au point critique. Nous voulons comprendre la structure des électrolytes hautement concentrés bien au-delà du modèle Debye-Hückel.