Vous savez sûrement que le Gruyère et le Comté n’ont pas de trou et que c’est l’Emmental qui en a. Il semblerait que ce soit dû à de petites particules de foin, qui, au moment de la traite de la vache, tomberaient dans le lait. Pendant la fermentation, celles-ci délivreraient des gaz, qui formeraient des trous, mais ceux-ci ne sont pérennes que par ce que le fromage est solide et ce gaz ne peut s’échapper.
         Par contre; si vous débouchez une bouteille de Perrier, les bulles de gaz catrbonique remontent à la surface du liquide et si vous grdez la bouteille débouchée, au bout de quelques heures, toutes les bulles de gaz sont parties du liquide.
          Alors ma stupéfaction a été grande de lire dans la revue « Pour la Science » un article sur les liquides poreux. Je vais essayer de vous en dire quelques mots.

         Un liquide poreux a des « trous », comme l’Emmenthal, mais beaucoup plus petits : quelques dixièmes de nanomètres (10-⁹m), mais très nombreux de telle sorte que cela peut représenter jusqu’à 10% de son volume.
       Quel est l’intérêt ? : Piéger des gaz et pouvoir les transporter; les restituer ensuite ailleurs ou les stocker, les faire agir chimiquement….

          Par exemple absorber le CO2 qui est produit par une usine pour le stocker ou le transformer en carbonate. injecter dans le sang un liquide transportant de l’oxygène.

 Des solides ayant des cavités en grand nombre, de quelques dixièmes de nanomètres sont connus depuis 3 siècles, notamment les zéolithes, des des phosphates d’aluminium (AlPO), ou des réseaux métallo-organiques (MOF).
        Ils servent aussi bien pour piéger des polluants, stocker et stabiliser des gaz, que pour purifier des mélanges, catalyser des réactions, etc. Mais leur manipulation industrielle est beaucoup plus difficile que celle de liquides qui peuvent circuler dans des canalisations. Leur stockage en poudres ou leur chauffage sont également plus contraignants.

      Les liquides normaux ont aussi de petits espaces entre leurs molécules, mais ils ne sont pas permanents et donc on ne peut rien y stocker.

        Les liquides poreux sont de quatre sortes selon que les cavités sont portées par les molécules constituant le liquide, des molécules mélangées au solvant, des matériaux poreux solides en suspension ou des matériaux poreux fondus. (schémas ci-dessous empruntés à Pour la Science.)
     

          Autour de 1970 on a utilisé des cyclodextrines, assemblages cycliques de plusieurs molécules de glucose, ont une structure ressemblant à des cônes tronqués creux, aptes à accueillir en leur centre de petites molécules.

        En 2007 Stuart James de l’université de Belfast, avait annoncé la possibilité de réaliser des liquides poreux, mais, à l’époque, les solvants dans lesquels les molécules sont dissoutes viennent remplir les cavités intramoléculaires, et, sans cela, les structures s’effondrent ou se tordent pour combler les vides.
         En 2014/2015 un liquide est réalisé, а partir de molécules cages de forme octaédrique, dissoutes dans un solvant aux molécules volumineuses, qui ne peuvent pas entrer dans les cavités des molécules cages, trop petites. Il contient 1 % de vide,
         Un liquide constitué de nanoparticules creuses de silice, à la surface desquelles on a greffé de longues chaînes moléculaires souples, qui agissent comme « lubrifiant » entre les particules.
         Un solide poreux est fondu, sans détériorer ses cavité.

         Quelques exemples d’applications

         Depuis l’invention des liquides poreux, les scientifiques se sont surtout intéressés а la capture, la purification et la transformation de gaz présents dans le milieu, notamment le dioxyde de carbone, CO₂, principal gaz à effet de serre.
        Des études ont été faites à partir de réseaux métallo-organiques (MOF). connus et stables qui sont des solides poreux de type ZIF (pour zeolitic imidazolate framework), en suspension dans un liquide ionique.
Un de ces produits créé en 2021, absorberait, sous une pressions d’un bar, la pression atmosphérique), 44 grammes de CO₂ pour 100 grammes de liquide. Le CO₂ extrait de l’atmosphère pourrait être stocké. D’autres études ont pour but d’absorber le CO2, mais au lieu de le stocker, de le transformer ensuite en carbonates, utilisables par l’industrie.
 En choisissant les caractéristiques du liquide et du solide (la grandeur des interstices par rapport à celle des molécules du gaz qu’on veut piéger, on peut faire des captures sélectives et ainsi extraire des polluants.
          En 2022, une suspension de zéolithes micro-poreux dans l’eau.
Habituellement, la taille réduite des molécules d’eau leur fait remplir tous les pores.  Mais les zéolithes utilisés ont une surface hydrophile et des cavités hydrophobes. Cette suspension permet d’absorber onze fois plus de dioxygène O₂, que l’eau pure. 

         De nombreuses études sont en cours, et d’ici peu d’années, on entendra parler d’applications industrielles et médicales des liquides poreux.