Nous les avons tous déjà rencontrés :ces petits sacs de petites balles qui sont emballés avec de nouvelles chaussures ou des appareils électriques. Les balles sont là pour absorber l'humidité afin de protéger les articles des dommages. "Ces matériaux agissent comme une éponge, " explique le physicien professeur Rustem Valiullin de l'université de Leipzig. Lui et son groupe de recherche ont trouvé un moyen de déterminer plus précisément les propriétés de ces matériaux, car ils peuvent mieux expliquer le trouble sous-jacent. Leur article a été désigné "ACS Editors' Choice" par les éditeurs des revues de l'American Chemical Society, qui reconnaissent "l'importance pour la communauté scientifique mondiale" du travail des chercheurs de Leipzig et le voient comme une percée dans la description précise des phénomènes de transition de phase dans les matériaux poreux désordonnés.

Dans les matériaux mésoporeux, les ouvertures des pores sont bien plus petites que dans une éponge normale :leurs diamètres vont de 2 à 50 nanomètres et sont invisibles à l'œil nu. Néanmoins, ils ont un certain nombre de propriétés intéressantes, y compris en ce qui concerne la séparation des substances. Cela se produit en fonction de la molécule et de la taille des pores, par exemple.

Jusqu'à maintenant, les expériences scientifiques n'ont pu qu'approximer les propriétés souhaitées de ces matériaux. « Il s'agit donc plus d'expérimenter si vous pouvez déterminer quelles structures peuvent être utilisées pour quelles applications, " dit le physicien. Le problème est que ces matériaux sont pour la plupart désordonnés, ce qui signifie que des pores de différentes tailles dans le matériau forment une structure de réseau complexe.

Des chercheurs de l'Université de Leipzig ont développé un modèle qui détermine les caractéristiques pouvant être observées dans des réseaux de pores aussi complexes. Le professeur Valiullin décrit l'approche comme suit :« Nous pouvons décrire statistiquement comment les pores individuels de ces réseaux sont couplés les uns aux autres. Nous marions le désordre à l'ordre. Ceci permet de déterminer les phénomènes physiques qu'il faut comprendre dans les transitions de phases gaz-liquide et solide-liquide, par exemple. Et pas seulement en théorie :grâce à une modélisation mésoporeuse spéciale, il a été possible de prouver à l'aide des méthodes modernes de résonance magnétique nucléaire que les résultats théoriques peuvent également être directement appliqués dans la pratique.

Cela devrait faciliter l'utilisation de ces matériaux à l'avenir, par exemple pour aider à libérer des médicaments dans le corps humain sur une période prolongée, précisément lorsque cela est nécessaire et souhaité. D'autres applications potentielles de ces matériaux incluent la technologie des capteurs ou le stockage et la conversion d'énergie.