Structural and dynamical studies on confined water

Le debat sur l'origine du comportement anormal de l'eau (H2O), qui peut etre du, au niveau moleculaire, a sa capacite a former des reseaux de liaisons hydrogene, est encore ouvert. Les anomalies du H2O sont fortement accentuees dans la region surfondue du diagramme de phase (PD). Beaucoup de simulations numerique ont explique cet comportement en suggerant l'existence d'une transition de phase liquide-liquide (LLPT) entre deux phases de densite differente: Low Density Liquid et High Density Liquid, separees par une ligne de coexistence terminant sur un point critique (CP) (hypothese de le 2°point critique). Malheureusement, ce CP, s'il existe, reside dans le No man's land, une region du PD difficile a explorer experimentalement a cause de la cristallisation spontanee. Confiner H2O dans des geometries nanometrique peut abaisser la temperature de congelation, en ouvrant la possibilite d'entrer dans le No man's land et d'enqueter sur l'existence de LLPT. Nous avons etudie H2O confine dans une matrice mesoporeuse (MCM-41), en mettant l'accent sur l'existence d'un minimum de densite (DM) a 210 K, qui devrait etre directement lie au second CP suppose. Nos experiences ont exploite la spectroscopie infrarouge, la diffusion de neutrons a petit angle et la diffraction de neutrons sur une large gamme de Q. L'interpretation de nos resultats a conduit a conclure que dans le centre du pore de MCM-41 se forme une heterophase solide, a une temperature proche a quelle pretendu par d'autres auteurs pour le DM. Donc l'approche experimentale commune est faux et ce qui a ete precedemment interprete comme un signe de DM a 210 K est en realite du au debut d'un evenement de cristallisation.