L’évaporation, la pervaporation et l’osmose directe sont des procédés conduisant à un transfert de masse de solvant à travers une interface : gaz/liquide pour l’évaporation et solide/liquide (membrane) pour la pervaporation et l’osmose (cf figure ci-dessus).
Des discussions initiées dans le GDR SLAMM* ont abouti à un article de revue qui dresse un panorama de l’utilisation de ces procédés à l’échelle microfluidique pour des applications allant du pompage passif au criblage des diagrammes de phase et à l’ingénierie des micromatériaux. Sur le plan théorique, il est proposé une description unifiée de ces procédés, basée sur des flux induits uniquement par des gradients de potentiel, qui permet de mettre en évidence les différences et les similitudes entre ces trois phénomènes de transport passif. Sur le plan expérimental, l’article détaille le fonctionnement de dispositifs microfluidiques qui utilisent ces phénomènes de transport passif pour transporter et/ou concentrer des solutés jusqu’à des régimes de concentration élevée pouvant aller jusqu’à la solidification. L’article dégage des perspectives et des avancées potentielles autour des points suivants : (i) les phénomènes de transport de masse dans les fluides complexes et notamment leur modélisation, (ii) l’intégration de membranes aux fonctionnalités avancées dans les dispositifs microfluidiques, et (iii) la conception bioinspirée de processus complexes de transport passif.
*Le GDR est remercié pour ces raisons en fin d’article : « This work benefited from meetings within the French working group GDR CNRS 2019 Solliciter LA Matière Molle (SLAMM) »
Microfluidic evaporation, pervaporation, and osmosis: from passive pumping to solute concentration P. Bacchin, J. Leng, J.-B. Salmon Chemical Reviews, vol.122(7), 6938–6985, 2022 https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00459