Liquide poreux
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Un liquide poreux est un liquide capable d'absorber un volume important de gaz, dans de grosses molécules creuses ou dans des particules de solide poreux. Diverses applications sont envisagées, notamment pour le captage du dioxyde de carbone[1],[2], le transport de dioxygène (l'oxygénation du sang) et l'extraction de polluants.
On distingue quatre types de liquides poreux[3],[a] :
- les liquides poreux de type I, entièrement constitués de molécules creuses ;
- les liquides poreux de type II, constitués de molécules creuses dissoutes dans un solvant dont les molécules sont trop volumineuses pour entrer dans les cavités ;
- les liquides poreux de type III, constitués de particules solides poreuses dispersées dans un liquide ;
- les liquides poreux de type IV, entièrement constitués de particules solides (éventuellement déformables mais restant poreuses), de fait des solides poreux gardant leur porosité à l'état fondu.
Les molécules creuses sont connues depuis la fin des années 1950 (calixarènes), et ont été beaucoup étudiées dans les années 1970 (cyclodextrines) et 1980 (cucurbituriles, calixarènes, cryptophanes, etc.)[3].
Le terme porous liquids (« liquides poreux ») est forgé en 2007 (pour des liquides de type II) par Stuart James et son équipe de l'université de Belfast[4], qui sont aussi les premiers à envisager leurs usages possibles. L'intérêt de tels matériaux est de combiner la capacité des solides poreux à stocker des gaz, séparer des fluides et faire réagir des composés chimiques, avec la facilité du stockage (dans des réservoirs), du transport (dans des canalisations), de l'homogénéisation et du chauffage des liquides[3].
Le premier liquide poreux de type III est réalisé en 2014 par une équipe chinoise. Les particules solides, constituées de ZIF-8 (pour zeolitic imidazolate framework), un MOF zéolithique, sont dispersées dans un liquide à base de glycérol. Les pores ont un diamètre d'environ 3,4 Å alors que les molécules du liquide sont un peu plus grandes (environ 4,5 Å). Ce liquide poreux, opaque et blanc, peut absorber de grandes quantités de gaz (N2, CO2, etc.)[3].
Le premier liquide poreux de type IV est réalisé en 2014[5], à base de sphères creuses dont la paroi est constituée de silice microporeuse et la surface traitée par de l'organosilane.
Le premier liquide poreux de type II est réalisé en 2015[6] à l'aide de molécules-cages de forme octaédrique. Les vides occupent près de 1 % du volume total, et sont facilement remplis par du méthane.
