Introduction

Les thématiques de recherche de l’équipe sont à l’interface entre la matière molle, la dynamique des fluides et les nanosciences. Elle combine expériences, théorie et modélisation numérique pour explorer les mécanismes de transport aux interfaces, depuis les échelles macroscopiques jusqu’aux échelles moléculaires. Ses activités récentes concernent en particulier le transport nano-fluidique dans des nanopores, nanotubes, matériaux 2D, et visent à mettre en évidence les propriétés parfois exotiques du transport à ces échelles ultimes. Elle explore également les propriétés mécaniques aux nano-échelles grâce à des microscopes à force atomique spécifiquement développés au laboratoire. Les phénomènes inattendus qui émergent à ces échelles permettent d’explorer des voies nouvelles dans les domaines de l’énergie et de la désalinisation. Une start-up, Sweetch Energy, est issue des travaux de l’équipe dans ces sujets.
L’équipe a enfin un intérêt fort pour la physique du quotidien et mène actuellement une collaboration sur les thématiques du ski et du fartage avec l’équipe de France de biathlon et Martin Fourcade.

Interfaces Quantiques

Crédits: Maggie Chiang (Simons Foundation)

L’hydrodynamique est généralement étudiée sous l’angle de la physique classique. Pourtant, à l’interface solide-liquide, le fluide devient sensible à la dynamique quantique des électrons. Pour un fluide s’écoulant le long d’une parois, cela a notamment pour conséquence l’ajout d’une contribution quantique au frottement hydrodynamique ainsi que la génération de courant électriques dans le solide. Au sein de l’équipe, ces phénomènes sont étudiés à la fois à l’aide d’expériences et de contributions théoriques.

 

Sélection de publications:

“Fluctuation-induced quantum friction in nanoscale water flows”, N. Kavokine, M.-L. Bocquet and L. Bocquet, accepted for publication in Nature (2021)

“Massive radius-dependent flow slippage in single carbon nanotubes ” E. Secchi, S. Marbach, A. Niguès, D. Stein, A. Siria and L. Bocquet, Nature 537 210 (2016)

Mémoire Nanofluidique et Iontronique

Malgré des décennies de progrès en intelligence artificielle, notre cerveau possède encore une considérable longueur d’avance sur les ordinateurs : sa consommation énergétique, de l’ordre de 20W. Son organisation diffère également beaucoup des systèmes électroniques, car la Nature utilise de l’eau et des ions pour calculer – et non électrons. En étudiant, expérimentalement et théoriquement, les phénomènes à mémoire en nanofluidique, nous tentons de comprendre et imiter les processus d’apprentissage biologiques.

Sélection de publications:

“Modeling of emergent memory and voltage spiking in ionic transport through angström-scale slits”, P. Robin, N. Kavokine, and L. Bocquet, Science, 373, 687–691 (2021)