|
Résumé |
Sur la base de matériaux poreux silicatés, dont la taille et les interactions de surface sont contrôlées, nous avons abordé des études systématiques des propriétés des fluides confinés à l'échelle nanoscopique, depuis les premières étapes de l'adsorption jusqu'aux transitions des phases condensées (condensation, vitrification et cristallisation). L'introduction d'une surface et d'une géométrie restreinte génèrent une forte hétérogénéité tant structurale que dynamique rendant souvent la comparaison entre propriétés mesurées en volume et sous confinement délicate, en particulier quand il s'agit de l'eau. On retrouve comme pour tout liquide un abaissement du point de fusion quand la taille du pore diminue, et des propriétés plus spécifiques à l'eau comme son maximum de densité et la diminution de celle-ci jusqu'à la formation d'une phase I cubique. En diminuant la taille du pore, on peut étendre le domaine d'étude en température, il est alors possible d'entrer dans un domaine considéré comme un "no-man's land" pour l'eau en volume, entre 235K et 150K à la pression atmosphérique. De nombreux travaux dans la littérature utilisent cette approche pour comprendre l'eau pure, et prédire plusieurs scenarii de comportement. En particulier il existerait dans ce régime une autre singularité : après un maximum de densité vers 11°C (pour D2O), vers 210-230K apparaît un minimum de densité. Nous avons suivi la localisation en température de ce minimum et l'amplitude de variation de la densité avec plusieurs observables et pour différentes tailles de pore. Notre conclusion en est -d'une part que ce minimum n'illustre qu'un cas particulier de cristallisation, où l'eau retrouverait un comportement de liquide ordinaire, et -d'autre part que la formation d'une phase semblable à la phase amorphe de faible densité (dite LDA) que serait que la signature d'un processus de cristallisation avorté. |
