Des molécules qui collaborent de nouvelles façons
Les liquides formateurs de réseau font partie de la catégorie générique des fluides complexes caractérisés par un lien propre entre leur structure et leur dynamique. Ils sont un excellent exemple expérimental, qui permet d'évaluer les comportements uniques de la matière souple. Des scientifiques financés par l'UE ont lancé le projet NFLIQUID («Dynamics and structure in a network-forming liquid») afin d'analyser les liaisons propres aux différents matériaux. Grâce à différentes méthodes numériques et techniques de modélisation, les scientifiques ont exploré un modèle simple composé de mésoparticules dans un solvant à base d'eau et lié par des polymères. Leurs travaux ont suivi deux voies différentes. La première consistait à analyser la concurrence entre la formation du verre et du gel (interaction entre vitrification et gélification). La deuxième portait sur des études concernant le paysage énergétique potentiel (PEP), qui fournit une indication des transitions entre les phases et le comportement dynamique. Un modèle de cheminement aléatoire continu dans le temps a révélé l'influence réciproque complexe entre la vitrification et la gélification. Ce comportement est contrôlé par deux échelles de longueur de localisation différentes. Chacune d'entre elles se distingue par des interactions opposées. Les deux systèmes ont été recréés à l'aide de mélange de colloïdes et de polymères. Le PEP a mis en lumière les effets multi-particules de ces systèmes complexes. Les études ont permis une description modifiée facilitant l'identification des échelles de longueur du mouvement coopératif et l'évaluation des effets de la taille du système sur sa dynamique. Les résultats ont permis d'avancer dans le secteur de la physique de la matière souple. Une meilleure compréhension des comportements dynamiques complexes de la matière souple améliorera le développement des produits à venir et les méthodes de traitement. Les résultats ont été largement diffusés lors de conférences internationales et les collaborations sont toujours en cours.
Mots‑clés
Liquides formateurs de réseau, matière souple, modélisation, paysage énergétique potentiel, cheminement aléatoire continu dans le temps, vitrification, gélification
