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En 2016, une collaboration entre des scientifiques de Dresden et une équipe de recherche de l'Institut de recherche de chimie Paris (CNRS/Chimie Paris Tech) a mis au point un matériau unique au comportement étrange, qui “expire en inspirant”: mis en contact avec un gaz, ce matériau nanoporeux dit "à adsorption négative" peut libérer du gaz, au lieu de le capter, lorsque la pression augmente. Utile pour des microsystèmes autopropulsés ou la fabrication de capteurs de pression.
Les différents matériaux de la famille DUT. © S. Krause et al. 2019
En combinant des techniques de modélisation numérique et différentes méthodes de caractérisation expérimentales, et dans le cadre d'une collaboration élargie avec le laboratoire MADIREL (CNRS/Aix-Marseille Université), l'Institut Charles Gerhardt Montpellier (CNRS/ENSCM/Université de Montpellier) et des scientifiques allemands, les scientifiques ont affiné la compréhension du mécanisme et prédit des critères simples (notamment sur la taille des pores et le mécanisme de leur remplissage) pour déterminer quels autres matériaux pourraient présenter ce comportement. Les scientifiques ont ainsi identifié un nouveau matériau, le DUT-50, deuxième matériau connu à présenter cette "adsorption négative".
Ces travaux, publiés dans la revue Nature Communications, permettront d'identifier d'autres familles de matériaux aux propriétés étranges.
Références
Simon Krause, Jack D. Evans, Volodymyr Bon, Irena Senkovska, Paul Iacomi, Felicitas Kolbe, Sebastian Ehrling, Erik Troschke, Jürgen Getzschmann, Daniel M. Többens, Alexandra Franz, Dirk Wallacher, Pascal G. Yot, Guillaume Maurin, Eike Brunner, Philip L. Llewellyn, François-Xavier Coudert & Stefan Kaskel.
Towards general network architecture design criteria for negative gas adsorption transitions in ultraporous frameworks
Nature Communications - Août 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-11565-3
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