Description du projet
Entrer, sortir et faire le tour: la modélisation des flux micrométriques de colloïdes à travers les milieux poreux
Les particules se meuvent en réponse à différentes forces motrices. Les molécules volatiles qui se dégagent de la cuisson de vos aliments dans la cuisine trouvent le chemin de votre nez alors que vous êtes dans le salon, à mesure que leur gradient de concentration diminue. Les colloïdes, de très petites particules qui restent dispersées dans des solutions sans se dissoudre ou se décanter, sont également soumises à l’action des gradients de concentration. Les domaines allant de la détection à la filtration en passant par l’énergie et les diagnostics médicaux exploitent le flux des solutions colloïdales à travers les milieux poreux, ajoutant ainsi un autre niveau d’interaction via des interfaces solides avec des zones de surfaces relativement étendues. Le projet DIPHORES, financé par l’UE, développe actuellement des modèles à l’échelle des pores qui faciliteront la simulation du flux colloïdal à travers les milieux poreux, permettant un meilleur contrôle pour de nombreuses applications.
Objectif
Flow containing suspended colloidal particles is found in a multitude of situations. Unexpected particle dynamics occur in the presence of local solute concentration gradients, due to cooperating and competing effects of particle migration driven by the solute gradients and advection. This particle migration, referred to as diffusiophoresis, is often accompanied by diffusioosmosis in which the solute gradients impose slip flows over solid surfaces. Recent investigations have shown that it is possible to achieve rapid particle focusing in micro-geometries by manipulating the properties of the solute, particle and flow, as well as the surface chemistry and configuration. This can be exploited for a plethora of applications.
Most potential applications involve flow through porous media. Approaches for modelling flow through porous media at the Darcy scale are well established today, but their extension to introduce diffusiophoretic and diffusioosmotic net effects is not straight-forward, owing to their dependence on local effects at the pore scale. The combined study of diffusiophoresis and pore-scale flow dynamics has not been attempted to date. DIPHORES aims to carry out pore-scale simulations to study the interaction of diffusiophoresis and flow through porous media. The project activities include (a) development and implementation of a diffusiophoretic model a finite element code, (b) 2D and 3D pore-scale simulations and (c) upscaling of dynamics to the Darcy scale.
The project will be conducted at Universidad Politécnica de Madrid (UPM), with an internationally leading expertise in pore-scale simulations. Secondment at Université de Lausanne (UNIL) is aimed towards defining test cases to be reproduced experimentally in micromodels. Secondment at Repsol S. A., an energy company, is aimed to assess the potential of the research topic towards a practical application.
Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
28040 Madrid
Espagne