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Linking simple physical rules, machine learning and neutron spectroscopy to discover crystals with record-low thermal conductivity

Are you interested in conducting your own postdoctoral research project, as a Marie Curie fellow, at the ILL - the world's leading facility in neutron science & technology?

Une étude récente montre que de légères modifications moléculaires permettent aux matériaux barocaloriques de réagir de manière plus fiable sous pression, favorisant ainsi le développement de technologies de réfrigération solide sans gaz réfrigérants nocifs pour le climat.

Les résultats d'une nouvelle étude montrent comment les scientifiques des matériaux pourraient ajuster avec précision les propriétés de transport ionique afin de répondre à des besoins technologiques spécifiques en matière de catalyse et de dispositifs énergétiques à l'état solide.

Grâce au diffractomètre thermique à neutrons à deux axes D23 de l'ILL, une équipe de chercheurs a récemment pu étudier le Na2BaCo(PO4)2 (NBCP). Ce matériau se comporte étonnamment comme un 'supersolide de spin' - un état combinant les propriétés d'un solide et d'un liquide. Les neutrons, agissant comme de minuscules aimants, se sont avérés être des outils essentiels pour explorer l'ordre magnétique et la dynamique interne de ce matériau. Cette découverte, qui a également des implications pour le refroidissement économe en énergie, constitue la première preuve réelle d'un état supersolide dans un aimant quantique.

Une étude récente, publiée dans Nature Communications, révèle une transition inattendue entre deux états isolants distincts pour les isolants de Mott. Les expériences de diffractométrie neutronique menées à l'ILL, sur le diffractomètre à deux axes de haute résolution D2B, ouvrent la voie à des technologies avancées en fournissant des informations essentielles sur le comportement électronique complexe de ces matériaux isolants.

Une étude récente, publiée dans Science and Technology of Advanced Materials et menée à l'Institut Laue-Langevin (ILL), a utilisé la diffusion de neutrons polarisés sur l'instrument D33 pour explorer les skyrmions. Cette recherche a fourni des informations microscopiques cruciales sur ces structures magnétiques. D33 reconnu pour sa capacité unique à combiner des champs magnétiques intenses et des neutrons polarisés, a été essentiel pour comprendre les transitions de phase des skyrmions. Ces découvertes microscopiques ne sont pas seulement fondamentales : elles permettent le développement de dispositifs spintroniques à base de skyrmions. Ces technologies pourraient révolutionner le stockage de données et la consommation d'énergie, offrant des solutions bien plus efficaces. Les méthodologies utilisées dans cette étude pourraient aussi s'appliquer à d'autres matériaux magnétiques. Cela permettrait de découvrir de nouveaux phénomènes et de développer de matériaux magnétiques encore plus performants.

Des chercheurs ont utilisé des neutrons pour étudier comment des peptides s'assemblent en minuscules spirales, et ont ensuite employé ces spirales comme modèles pour fabriquer des reproductions en or.

Un nouveau matériau poreux capable de séparer le deutérium de l'hydrogène à une température de 120 K (-153°C) a été présenté. Cela ouvre la voie à une séparation isotopique durable à l'échelle industrielle en utilisant les infrastructures existantes de gaz naturel liquéfié (GNL).

Le 26 février 2025, dans le cadre de la quatrième édition de l'école grEnoble eNerGy conversIoN & storagE (ENGINE2025), l'ILL a eu le plaisir d'accueillir 75 participants intéressés par des technologies clés telles que les piles à combustible, les électrolyseurs et les batteries solides.

Les récentes récompenses et publications témoignent des efforts soutenus et des contributions de longue date du groupe diffraction de l'ILL à la cristallographie, et renforcent l'engagement permanent à faire progresser la compréhension scientifique dans cette discipline.

Grâce aux données de spectroscopie neutronique recueillies à l'ILL, les chercheurs ont approfondi leur compréhension du mouvement moléculaire à l'échelle nanométrique, apportant ainsi de nouvelles informations susceptibles d'avoir un impact sur la conception de futurs matériaux et technologies. L’étude vient d’être publiée dans la revue en libre accès Communications Chemistry dans le portofolio de Nature et est mise en avant (sous forme de bannière) sur la page d’accueil de la revue.