Matériaux complexes (2IM)
Au XXe siècle, les recherches en physique et en chimie ont permis de mieux comprendre certains mécanismes élémentaires importants dans le contrôle de la structure et de la réactivité de la matière et du vivant.
Toutefois, la combinaison de ces mécanismes élémentaires ne suffit pas à expliquer les processus d’auto-organisation qui existent dans de nombreux domaines de la physique - matière molle, métallurgie, milieu granulaire, milieu amorphe… -, de la chimie - nucléation, réactions auto-catalytiques… - et de la biologie - matière active... Le point commun à tous ces processus d’auto-organisation est que le système considéré évolue loin de l’équilibre thermodynamique.
L’auto-organisation et les propriétés qui en découlent provient de l’interaction de phénomènes physico-chimiques sur plusieurs échelles de temps et d’espace qui ne se laissent pas facilement décomposer en mécanismes élémentaires. Cette interconnexion des différentes échelles spatio-temporelles hors équilibre est peut-être la meilleure définition de la matière complexe.
Comprendre, caractériser et modéliser la matière complexe est un enjeux sociétal majeur. C’est au sein de cette communauté scientifique que se conduisent des recherches sur la vectorisation des médicaments ou l’étude des biofilms, sur la compréhension des gels et des émulsions, ou enfin sur la production de matériaux complexe (par un réglage structurel : méta-matériaux, démixtion, chimie…) aux propriétés ajustables et/ou amélioré ( résistance à la rupture, résistants à l’irradiation…).
Comprendre la matière complexe nécessite de combiner des méthodes expérimentales originales servant à mieux observer les mécanismes à l’œuvre, des développements de nouvelles notions théoriques et des simulations numériques permettant de mieux comprendre les expériences et de valider les approches théoriques.
L’Institut Intégratif des Matériaux 2IM de l’université Paris-Saclay fédère une communauté scientifique qui dispose des moyens expérimentaux de caractérisation au meilleur niveau , d’une forte culture en physique, chimie et biologie des phénomènes hors équilibre, ainsi que de moyens de simulation importants. Tous ces atouts font de 2IM un acteur majeur dans la compréhension, le développement et l’utilisation de la matière complexe.