Cet axe relève du domaine des matériaux divisés – qui se caractérisent par l’étendue de leur surface disponible au contact de fluides environnant (gaz ou liquides) – sur une large gamme d’échelles spatiales et temporelles. Il s’intéresse plus particulièrement à l’étude des milieux nanostructurés et poreux allant de leur synthèse jusqu’à leur utilisation pour le confinement de matière en passant par leur caractérisation multi-échelles.

Les métaux et leurs alliages, les matériaux carbonés, les matériaux réfractaires et les polymères occupent une large place des matériaux concernés. En particulier, on vise i) la compréhension et le contrôle de la nanostructuration, de l’organisation 2D/3D voire de la nanotexturation au moyen de méthodes de synthèse originales via la thermodynamique et ii) la détermination des relations entre la structure, la thermodynamique voire de la cinétique et/ou la dynamique de systèmes nanostructurés et confinés.

La finalité d’ensemble des études est de corréler les effets structuraux aux propriétés physiques de ces matériaux pour développer leur fonctionnalité et permettre leur intégration dans des systèmes pour des applications relevant de secteurs à fort impact socio-économique (voir axe transverse ‘fonctionnalité et intégration’). Comme pour l’axe ‘Matériaux avancés et procédés d’élaboration associés’, l’ensemble est abordé dans une démarche pluridisciplinaire dans laquelle tous les phénomènes et leurs couplages sont étudiés en lien notamment avec les deux axes transverses de MatV2L.

Objectifs principaux

– Développer des stratégies de synthèse non-conventionnelles pour élaborer des objets fonctionnels micro- et nano-structurés ainsi que des architectures 3D nanoporeuses: synthèses en voies gazeuse, liquide et solide, dépôt d’atome, auto-assemblage/-organisation, …

– Etude des processus physiques, physico-chimiques et chimiques et mécanismes de nanostructuration et de nanotexturation impliqués lors de la réduction de la dimensionnalité et de la taille –Mise en œuvre de moyens d’étude in situ et ex situ originaux

– Effet du confinement de la matière (e.g., fluides) dans des poreux sur les propriétés structurales, thermodynamiques, optiques et dynamiques des systèmes

– Corréler les effets structuraux aux propriétés physiques pour envisager une intégration dans des dispositifs à fort potentiel applicatif. Milieux effectifs.