L'élasticité est une des plus anciennes propriétés physiques de la matière condensée. Elle s'exprime par une constante G de proportionnalité entre la contrainte appliquée (σ) et la déformation (γ) : σ = G.γ (loi de Hooke). L'absence de résistance à une déformation en cisaillement (G' = 0) indique un comportement de type liquide (modèle de Maxwell). Longtemps considérée comme propre aux solides, une élasticité a été récemment identifiée dans les liquides à l'échelle submillimétrique [1].

L'identification d'élasticité de cisaillement (G' non nul) à petit échelle est une promesse de découvertes de nouvelles propriétés solides des liquides. Ainsi, nous explorerons la réponse thermique des liquides [2,3], exploiterons la capacité de conversion de l'énergie mécanique en variations de température et élaborerons une nouvelle génération d'outils micro-hydrodynamiques (voir figure).

A l'échelle nanoscopique, nous étudierons l'influence de la surface en contact avec le liquide (solide/liquide, liquide/liquide). Il sera question d'étudier par des méthodes uniques comme la diffusion inélastique neutrons et rayonnement Synchrotron, la dynamique de l'interface solide-liquide en utilisant de Très Grandes Installations de Recherche comme l'ILL ou l'ESRF, ainsi que par microscopie (AFM). Enfin, nous renforcerons nos collaborations avec les théoriciens, notamment avec K. Trachenko du Queen Mary Institute « Top 10 Physics World Breakthrough » et A. Zaccone de l'Université de Milan.

Ce sujet est en relation à des applications liées au mouillage, aux effets thermiques et au transport du liquide à petite échelle.
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Elasticity is one of the oldest physical properties of condensed matter. It is expressed by a constant of proportionality G between the applied stress (σ) and the deformation (γ): σ = G.γ (Hooke's law). The absence of resistance to shear deformation (G' = 0) indicates liquid-like behavior (Maxwell model). Long considered specific to solids, shear elasticity has recently been identified in liquids at the submillimeter scale [1].

The identification of liquid shear elasticity (non-zero G') is a promise of discoveries of new solid properties. Thus, we will explore the thermal response of liquids [2,3], exploit the capacity of conversion of mechanical energy into temperature variations and develop a new generation of micro-hydrodynamic tools (see figure).

At the nanoscopic scale, we will study the influence of a solid surface in contact with the liquid. It will be a question of studying by unique methods such as Inelastic Neutron Scattering and Synchrotron radiation, the dynamics of the solid-liquid interface using Very Large Research Facilities such as the ILL or the ESRF, as well as by microscopy (AFM). Finally, we will strengthen our collaborations with theoreticians, in particular with K. Trachenko of the Queen Mary Institute 'Top 10 Physics World Breakthrough' and A. Zaccone of the University of Milan.

The PhD topic is related to wetting, macroscopic thermal effects, phonon dynamics and liquid transport.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Funding category: Financement public/privé

Financement du CEA - CFR (Contrat formation par la recherche)*Financement du CEA - CTBU (Contrat de thèse sur budget unité)