Un nouveau modèle informatique prédit quelles éponges ultraporeuses et robustes peuvent absorber efficacement les gaz à effet de serre comme le CO2.
Imaginez une éponge capable d'absorber les gaz à effet de serre pour contrer le changement climatique, tout comme elle éponge un renversement de café. Des chercheurs de l'Université de Gand ont développé un outil révolutionnaire pour y parvenir.
Ces dernières années, des matériaux poreux sous forme de poudre ont été créés, utilisés même dans la litière pour chats ou les assouplissants. Cependant, les comprimer en formes utilisables pose problème : les pores s'effondrent sous la pression, rendant le matériau inefficace.
Pour résoudre cela, un modèle informatique, conçu au Centre de modélisation moléculaire de l'Université de Gand, utilise des superordinateurs pour prédire la robustesse mécanique de ces éponges sans expérimentation préalable. Cela optimise le développement en se focalisant sur les candidats les plus résistants, économisant temps et ressources.
Cette avancée accélère la création d'éponges à CO2 pour lutter contre le changement climatique et d'autres applications.
Ces matériaux adsorbeurs servent à purifier les gaz, décomposer les armes chimiques, stocker l'hydrogène ou transporter des médicaments. Leur efficacité repose sur une porosité extrême : pores et canaux taillés sur mesure pour les molécules cibles, jusqu'à un million de fois plus fins qu'un cheveu humain.
Un gramme offre une surface interne supérieure à un terrain de football, idéale pour piéger les gaz à effet de serre. Mais cette porosité les rend fragiles, comme une tour Jenga affaiblie.
Un gramme de poudre d'éponge peut avoir une surface interne plus grande qu'un terrain de football.
Le modèle prédit la pression maximale supportable, évitant les échecs lors de la compression en matériaux pratiques.
Tester toutes les variantes possibles (près de 100 000) est impossible. Le modèle effectue une sélection rapide, identifiant les plus fragiles. Il révèle que les gros pores réduisent la stabilité, et que des "barres de soutien" internes renforcent la structure.
Cette expertise guide le design de poudres robustes.
Applications infinies : capture de gaz à effet de serre, stockage d'hydrogène, batteries avancées. Ce modèle rapproche ces innovations de la réalité industrielle.
Sven Rogge (physique appliquée, UGent / FWO) a été nommé pour la Flemish PhD Cup 2018 pour ces travaux. Votez ICI.
