Comprendre comment la matière, constituée d’atomes qui interagissent entre eux, s’assemble et s’organise, comprendre ses propriétés à l’échelle macroscopique issues de celles à l’échelle atomique, restent un enjeu constant de recherche fondamentale, qu’il est possible d’aborder par l’expérience, la modélisation ou avec les outils de la physique statistique.
Structures et propriétés dépendent de la taille du système (notamment à l’échelle nanométrique) ou de la présence d’une surface / interface. Sous sa forme fluide, la matière peut s’écouler et les phénomènes de turbulence, de transition vitreuse ou de confinement posent encore des problèmes fondamentaux de premier ordre.
Ces études sont le plus souvent en lien avec les applications et l’usage des matériaux, fonctions de leurs propriétés structurelles, électroniques, quantiques, mécaniques, magnétiques, thermiques, optiques, chimiques, ou encore de transport (diffusion, défauts, effets d’irradiation…).
Comprendre la structure et l’activité des macromolécules complexes constitutives du vivant (protéine, ADN…) apportent des clés pour la compréhension des fonctions biologiques, Connaître l’interaction des (nanos-)matériaux avec ces éléments est essentiel pour appréhender leur potentielle toxicité.
L’étude des matériaux et de leurs propriétés nécessite aussi de développer une instrumentation adaptée, développée au laboratoire (spectromètres neutrons, microscopies, dispositifs optiques, ou d’irradiation…). Les équipes de l’IRAMIS sont également très présentes auprès des grands instruments (lignes de diffusion de neutrons, utilisation du rayonnement synchrotron…).
Retrouvez les principales thématiques abordées dans ce domaine par les équipes de l’IRAMIS :
Structure :
- Structure atomique, chimique (toute les Unités de l’IRAMIS),
- Thématique Matériaux et nano matériaux du NIMBE, avec en particulier les études sur :
- Matériaux et nanosciences – Études par diffraction de neutrons ou de rayons X (LLB/NFMQ) – Nanomatériaux et dispositifs innovants (équipe LSI/PCNO)
- Études de la matière molle (LLB/MMB),
- Fluides et turbulence (SPEC/SPHYNX), fluides confinés (LLB/MMB)
Propriétés :
- Propriétés quantiques, supraconductivité, (LLB/NFMQ, SPEC/GQ et GNE),
- Propriétés magnétiques, multiferroïques (SPEC/LNO et LENSIS) et Matériaux quantiques fortement corrélés et magnétisme (LLB/NFMQ),
- Dynamique, mécanique, physique statistique et transitions de phase (SPEC/SPHYNX),
- Phénomènes hors équilibre et multi-échelles & physique statistique (SPEC/SPHYNX et LLB/NFMQ),
- Catalytique (NIMBE/LCMCE)
- Corrosion (NIMBE/LAPA)
Matière excitée :
- Excitations électroniques et défauts structuraux (CIMAP) – Effets d’irradiation et vieillissement des matériaux (CIMAP, NIMBE/LIONS et LSI),
- Verres et matériaux désordonnés – effets d’irradiation dans les verres (LSI, CIMAP),
- Molécules biologiques sous excitation UV-visible (LIDYL/DICO)
- Biophysique – biochimie (LLB/MMB), interaction nanomatériaux / molécules biologiques, toxicité (NIMBE/LIONS, CIMAP/ARIA et MADIR),