Inspirés des zéolithes, minéraux naturels dont le nom signifie « pierre qui bout », les solides dit « poreux » possèdent une triple caractéristique unique : une charpente tridimensionnelle associée à une surface interne réactive et des cavités capables d’emprisonner des molécules. Baptisés MIL (pour Matériaux de l’Institut Lavoisier, le laboratoire où ils ont été découverts), ces nouveaux matériaux intéressent non seulement les chercheurs mais aussi les industriels car ils offrent une grande variété de propriétés : tamis moléculaires, piégeur de gaz, échangeurs d’ions, catalyseurs…

À l’échelle atomique, ils se présentent comme un gruyère avec d’énormes trous, très nombreux, et répartis de manière parfaitement régulière. Et comme la nature a horreur du vide… ces trous sont bien sûr fait pour être remplis. On peut y piéger et stocker des gaz, comme l’hydrogène ou le dioxyde de carbone. Un litre de MIL-101 peut stocker jusqu’à 400 litres de gaz carbonique à 25°C, le tout sans augmenter de volume, le gaz étant comprimé dans les pores du matériau. Certains de ces composés sont capables de gonfler de 300 % et retrouver ensuite leur taille initiale. Les MIL à base de fer se révèlent être des nanovecteurs particulièrement prometteurs pour transporter les médicaments dans notre organisme jusqu’aux organes ou cellules cibles.

Grâce à une démarche globale qui combine chimie maîtrisée et simulation numérique, les chercheurs sont devenus architectes de la matière. Ils peuvent imaginer et concevoir la structure tridimensionnelle avant de la synthétiser, ouvrant ainsi un vaste de champs d’applications dans le domaine de l’énergie, du développement durable et de la santé.