Cette publication dans Nature Materials dresse un état de l’art sur l’accélération des recherches actuelles sur les verres poreux et les états liquides poreux et met en perspective les récentes découvertes des chercheurs de l’équipe Chimie Organométallique et Catalyse de Polymérisation de l’IRCP à Chimie ParisTech – PSL.

De l’uniformité des matériaux … Les matériaux poreux sont industriellement très utilisés pour des procédés de séparation, stockage et transformation chimique (catalyse) de molécules : charbons actifs, silices mésoporeuses, zéolithes, et plus récemment metal-organic frameworks sont largement utilisés dans des applications industrielles et domestiques, allant de la séparation des gaz, du stockage de l’énergie et de l’échange d’ions à la catalyse hétérogène et à la chimie verte. La plupart de ces matériaux utilisés à large échelles sont très ordonnés, voire cristallins : l’uniformité de leur structure est souvent considérée comme un avantage, voire comme un élément essentiel, pour la capacité des chercheurs à concevoir des propriétés utiles de manière contrôlée.

Au désordre topologique pour introduire des propriétés nouvelles. Or, ici les chercheurs de l’équipe Chimie Organométallique et Catalyse de Polymérisation propose un argumentaire différent, montrant comment la présence de désordre topologique au sein d’un matériau poreux peut être utile pour introduire des propriétés nouvelles, qui ne sont pas accessibles dans les phases cristallines.  Cette démonstration s’appuie sur plusieurs résultats expérimentaux de ces dernières années, et sur des familles assez différentes de matériaux, souvent étudiées comme des objets distincts et séparés, mais qui présentent en fait de nombreux points communs, à la fois du point de vue fondamental, mais également à propos des applications possibles. Les chercheurs proposent ainsi une nouvelle rationalisation du comportement de ces matériaux dans des états désordonnés, notamment dans les états amorphes (verres, gels) ou liquides poreux. Ces architectures moléculaires complexes sont alors classées en nouvelles familles, à la fois selon la nature de leurs constituants (organique, inorganique, hybride) mais également selon la nature du désordre topologique introduit. Par cette classification nouvelle, permet une meilleure compréhension des tendances observées entre des matériaux différents, mais  permet également de proposer et d’explorer des familles de matériaux désordonnés qui n’ont pas encore été découvertes, et pour lesquelles ces récentes recherches suggèrent des voies d’accès — pour pouvoir à l’avenir découvrir de nouveaux matériaux.

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