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Les matériaux à fermions lourds, découverts il y a une cinquantaine d’années, sont des composés métalliques où les électrons se comportent comme s’ils possédaient une masse effective bien supérieure à celle des électrons libres. Ces matériaux sont essentiels pour l’étude des systèmes électroniques fortement corrélés et de la supraconductivité non conventionnelle, avec des applications potentielles dans diverses technologies quantiques. Traditionnellement, la réalisation de tels matériaux nécessite l’utilisation d’éléments des terres rares ou des actinides, souvent rares, radioactifs ou difficiles à extraire. Cependant, une équipe de chercheurs, dirigée par Luca de’ Medici du Laboratoire de Physique et d’Étude des Matériaux (LPEM) de l’ESPCI Paris – PSL a proposé et testé une méthode innovante pour produire des matériaux à fermions lourds sans recourir à ces éléments problématiques.

Une équipe de chercheurs a mis en lumière les mécanismes qui façonnent la forme des bulles d’air emprisonnées dans la glace. Contrairement à l’idée que l’on pourrait se faire de bulles toujours sphériques, leurs travaux montrent que leur apparence dépend d’un équilibre subtil entre la vitesse à laquelle la glace se forme, la tension de surface qui tend à arrondir les bulles (la tension de surface) et la manière dont les gaz se diffusent dans l’eau. Cette étude permet de mieux comprendre les phénomènes qui se produisent lors de la congélation et pourrait avoir des applications intéressantes en climatologie et en science des matériaux.

Les champignons mycorhiziens bâtissent des réseaux souterrains complexes pour échanger des nutriments avec les plantes et stocker du carbone dans les sols. Publiée dans Nature le 26 février 2025, une étude menée par 28 chercheurs du monde entier, dont des scientifiques du laboratoire Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (PMMH) de l’ESPCI Paris - PSL, révèle comment ces réseaux fonctionnent comme des chaînes d’approvisionnement ingénieuses, à l’origine d’une des symbioses les plus répandues dans la nature et présente dans les racines de plus de 70% des plantes sur Terre.

Les matériaux mous et déformables sont omniprésents, des organismes vivants comme les bactéries aux matériaux inertes tels que l’argile. On les retrouve aussi dans des objets du quotidien, comme les éponges, et dans des matériaux synthétiques complexes, comme les mousses et les réseaux polymériques. Ces matières, dites poroélastiques, combinent élasticité et capacité d’absorption de solvants.

De nombreux matériaux que nous utilisons dans notre vie quotidienne - produits d’hygiène ou cosmétiques – ou dans les technologies modernes - impression additive ou extrusion des céramiques - sont des matériaux pâteux qui se comportent comme des solides au repos et comme des liquides lorsqu’ils sont sollicités mécaniquement. En se solidifiant depuis l’état liquide, ils se figent dans un état hors équilibre qui conserve la mémoire directionnelle des contraintes et des déformations subies pendant l’écoulement. Leurs propriétés dépendent non seulement des paramètres thermodynamiques comme la température et la pression mais aussi de leur histoire. Cette mémoire mécanique peut avoir des conséquences néfastes dans les procédés de mise en forme et pour la durabilité des matériaux.