Les interactions entre phénomènes électriques, physico-chimiques, thermiques, et hydrodynamiques, constituent le fondement des recherches que mène l’équipe MIP, à des échelles de longueur comprises entre la centaine de nanomètres et le centimètre. Trois domaines d’activités peuvent être identifiés :
- Interfaces fluides et nanofluidique en films minces
Aux petites échelles de longueurs considérées, les phénomènes spécifiques à une interface fluide/fluide jouent un rôle clef, et sont exploités par l’équipe MIP, pour la mise en mouvement des phases adjacentes. Citons l’effet Marangoni, d’origine chimique ou thermique et les l’électromouillage, d’origine électrique. La maîtrise de ces phénomènes s’appuie sur une description rigoureuse de la rhéologie intrinsèque de l’interface (protentiellement enrichie en molécules chimiques ou biologiques) et des phénomènes de transport entre interface et phases adjacentes. En se rapprochant de l’échelle moléculaire, les propriétés macroscopiques de volume sont également affectés et requiert une caractérisation adaptée de la rhéologie de volume.
- Microfluidique en gouttes
La manipulation de gouttes individuelles, fondée notamment sur les phénomènes rattachés à l’ElectroHydroDynamique (EHD), offre de nouvelles perspectives pour la conception de microsystème. Avec une possibilité de balayage des trois dimensions de l’espace, les microgouttes constituent des vecteurs de choix que ce soit pour la récolte de nanoparticules, ou au contraire le dépôt localisé de molécules.
- Microfluidique continue
L’écoulement d’une phase continue en microcanal peut être contrôlé par la géométrie des parois. Les travaux de l’équipe MIP ont permis de montrer qu’il est possible au choix d’optimiser le mélange au sein de l’écoulement ou au contraire d’induire la ségrégation d’inclusions dispersées dans la phase continue.
La démarche suivie par l’équipe MIP, s’appuie conjointement sur la modélisation analytique, l’approche expérimentale et la simulation numérique à l’aide d’outils commerciaux (COMSOL) ou développés au LEGI (suivi d’interface avec le code CANARD étendu aux phénomènes relevant de l’EHD).