Les mousses céramiques Mousses commerciales : silice, alumine, zircone, mullite, cordiérite, SiC, ... Isolation thermique ou acoustique Supports catalyse, greffage, ….

Les verres Vycor SiO 2 ≈ 60% Na O ≈ 10% B O 3 ≈ 30% R7T7 Vycor Pyrex

décomposition spinodale en deux phases Recuit décomposition spinodale en deux phases phase riche en silice insoluble phase riche en B 2 O 3 soluble Dissolution sélective de la phase riche en B par traitement acide support poreux Recuit ≈ 1000°C verre de silice pratiquement pure

Élaboration de mousses céramiques Imprégnation d’une matrice poreuse Moussage direct par soufflage de gaz

1. Imprégnation d’une matrice poreuse Test d’oursins

Test d ’oursin les pores forment un réseau hexagonal 2D Structure poreuse bicontinu H.A. Schwarz, Gesammelte Mathematische Abhandlugen (1890) pores et murs ont le même volume et la même morphologie mais ne se croisent jamais

Monocristaux de calcite Synthèse de monocristaux de calcite poreux F.C. Meldrum et al, Adv. Mater. 14 (2002) 1167 Polymérisation d’un moule organique dans les pores dissolution du test d’oursin Précipitation contrôlée de CaCO3 CaCl2 + Na2CO3 dans le moule polymère Élimination du polymère par calcination 100 m Monocristaux de calcite (≈ 200 mm)

SrSO4 F. Meldrum, J. Mater. Chem. 16 (2006) 408

PbCO3

Mesostructured Cellular Foams G. Stucky et al. Chem. Mater. 12 (2000) 686 template = micro-émulsion ‘eau-huile’ S ≈ 1000 m2/g Volume poreux ≈ 80%

Mousses de silice R. Backov et al. J. Mater. Chem. 14 (2004) 1370 Hydrolyse acide de Si(OEt)4 en présence de surfactant TTAB Formation d’une émulsion par addition de dodécane Calcination à 650°C TTAB = TetradecylTrimethylAmmonium Bromide

décomposition de H2O2 avec libération de O2 au sein d’un gel de V2O5 2. Dégagement gazeux décomposition de H2O2 avec libération de O2 au sein d’un gel de V2O5 V2O5 + H2O + HDA

10 m 1g de V2O5 donne ≈ 2 litres de mousse

001 002 003 004 005 d = 33Å

Dégagement gazeux dans une suspension colloïdale R. Backov et al. Chem. Mater. 17 (2005) 644 V2O5 sol surfactant porous membrane gaz

La taille des pores dépend du flux gazeux 600 µm 750 µm 600 µm 600 µm 600 µm 750 µm

mousse V2O5-Tergitol f 25°C mousse V2O5-Tergitol 600°C La morphologie se conserve au chauffage mousse V2O5-Tergitol f 25°C mousse V2O5-Tergitol 600°C 600 µm 750 µm

Mousses de TiO2 R. Backov et al. J. Mater. Chem. 15 (2005) 3887

Aerogels

formation de craquelures séchage hyper-critique Séchage des gels formation de craquelures au cours du séchage DP = 2gcos/r Difficulté de faire des pièces massives séchage lent additifs chimiques séchage hyper-critique

Aérogels o Séchage supercritique mousse porosité ≈ 99% Pc Tc solide liquide gaz o Aérogels Séchage supercritique Tc = 375°C Pc = 218 atm. mousse porosité ≈ 99%

Solide très léger mille fois moins dense que le verre Volume poreux ≈ 99%

Sculptures sur aérogels I. Michalou, J. Non-Cryst. Solids, 350 (2004) 61

que les meilleures fibres de verre Super isolant 99.8% air + 0.02% silice 39 fois plus isolant que les meilleures fibres de verre

sandwich : glass / aerogel / glass Isolation dans le bâtiment outside inside sandwich : glass / aerogel / glass -15° 40° 20° light absorbing layer shade

Fenêtres isolantes

protection de l’électronique contre les chocs thermiques Pathfinder sur Mars protection de l’électronique contre les chocs thermiques

Capture des particules La mission Stardust Capture des particules dans un aerogel collecteurs des poussières interstellaires Jet Propulsion Laboratories