We present experimental and theoretical results concerning the forced filling and spontaneous drying of hydrophobic cylindrical mesopores in the dynamical regime. Pores are structured with organic/inorganic moieties responsible for a periodicity of the surface energy along their axis. We find that the forced intrusion of water in these hydrophobic pores presents a slow dynamics: the intrusion pressure decreases as the logarithm of the intrusion time. We find that this slow dynamics is well described quantitatively by a classical model of activated wetting at the nanoscale, giving access to the structural length scales and surface energies of the mesoporous material.

1.
G.
Fraux
,
F.-X.
Coudert
,
A.
Boutin
, and
A. H.
Fuchs
,
Chem. Soc. Rev.
46
,
7421
(
2017
).
2.
V. A.
Eroshenko
and
A. Y.
Fadeev
,
Colloid J.
57
,
446
(
1995
).
3.
A. Y.
Fadeev
and
V. A.
Eroshenko
,
J. Colloid Interface Sci.
187
,
275
(
1997
).
4.
V. A.
Eroshenko
,
R.-C.
Regis
,
M.
Soulard
, and
J.
Patarin
,
J. Am. Chem. Soc.
123
,
8129
(
2001
).
5.
A.
Han
and
Y.
Qiao
,
J. Mater. Res.
22
,
644
(
2007
).
6.
G.
Ortiz
,
H.
Nouali
,
C.
Marichal
,
G.
Chaplais
, and
J.
Patarin
,
J. Phys. Chem. C
118
,
7321
(
2014
).
7.
I.
Khay
,
T. J.
Daou
,
H.
Nouali
,
A.
Ryzhikov
,
S.
Rigolet
, and
J.
Patarin
,
J. Phys. Chem. C
118
,
3935
(
2014
).
8.
J.
Canivet
,
A.
Fateeva
,
Y.
Guo
,
B.
Coasne
, and
D.
Farrusseng
,
Chem. Soc. Rev.
43
,
5594
(
2014
).
9.
M.
Michelin-Jamois
,
C.
Picard
,
G.
Vigier
, and
E.
Charlaix
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
036101
(
2015
).
10.
J. S.
Beck
,
J. C.
Vartuli
,
W. J.
Roth
,
M. E.
Leonowicz
,
C. T.
Kresge
,
K. D.
Schmitt
,
C. T. W.
Chu
,
D. H.
Olson
,
E. W.
Sheppard
,
S. B.
McCullen
 et al.,
J. Am. Chem. Soc.
114
,
10834
(
1992
).
11.
D.
Zhao
,
Q.
Huo
,
J.
Feng
,
B. F.
Chmelka
, and
G. D.
Stucky
,
J. Am. Chem. Soc.
120
,
6024
(
1998
).
12.
F.
Rouquerol
,
J.
Rouquerol
, and
S.
Kenneth
,
Adsorption by Powders and Porous Solid
(
Academic Press
,
1999
).
13.
B.
Lefevre
,
A.
Saugey
,
J.-L.
Barrat
,
L.
Bocquet
,
E.
Charlaix
,
P. F.
Gobin
, and
G.
Vigier
,
J. Chem. Phys.
120
,
4927
(
2004
).
14.
B.
Lefevre
,
A.
Saugey
,
J.-L.
Barrat
,
L.
Bocquet
,
E.
Charlaix
,
P. F.
Gobin
, and
G.
Vigier
,
Colloids Surf., A
241
,
265
(
2004
).
15.
S.
Sharma
and
P. G.
Debenedetti
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
,
4365
(
2012
).
16.
L.
Guillemot
,
T.
Biben
,
A.
Galarneau
,
G.
Vigier
, and
E.
Charlaix
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
,
19557
(
2012
).
17.
Ya.
Grosu
,
O.
Ievtushenko
,
V.
Eroshenko
,
J. M.
Nedelec
, and
J. P. E.
Grolier
,
Colloids Surf., A
441
,
549
(
2014
).
18.
A.
Tinti
,
A.
Giacomello
,
Y.
Grosu
, and
C. M.
Casciola
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
114
,
E10266
(
2017
).
19.
A.
Tinti
,
A.
Giacomello
, and
C. M.
Casciola
,
Eur. Phys. J. E
41
,
52
(
2018
).
20.
M.
Amabili
,
Y.
Grosu
,
A.
Giacomello
,
S.
Meloni
,
A.
Zaki
,
F.
Bonilla
,
A.
Faik
, and
C. M.
Casciola
,
ACS Nano
13
,
1728
(
2019
).
21.
P.
van der Voort
,
D.
Esquivel
,
E.
de Canck
,
F.
Goethals
,
I.
van Driessche
, and
F. J.
Romero-Salguero
,
Chem. Soc. Rev.
42
,
3913
(
2013
).
22.
A.
Ryzhikov
,
T. J.
Daou
,
H.
Nouali
,
J.
Patarin
,
J.
Ouwehand
,
S.
Clerick
,
E.
de Canck
,
P.
van der Voort
, and
J. A.
Martens
,
Microporous Mesoporous Mater.
260
,
166
(
2018
).
23.
T. D.
Blake
,
J. Colloid Interface Sci.
299
,
1
(
2006
).
24.
E.
Rolley
and
C.
Guthman
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
166105
(
2007
).
25.
K.
Davitt
,
M. S.
Pettersen
, and
E.
Rolley
,
Langmuir
29
,
6884
(
2013
).
26.
D.
Guan
,
E.
Charlaix
, and
P.
Tong
,
Phys. Rev. Lett.
124
,
188003
(
2020
).
27.
A.
Giacomello
,
L.
Schimmele
, and
S.
Dietrich
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
113
,
E262
(
2016
).
28.
N.
Mizoshita
,
T.
Tani
, and
S.
Inagaki
,
Chem. Soc. Rev.
40
,
789
(
2011
).
29.
J. G.
Croissant
,
X.
Cattoën
,
M.
Wong Chi Man
,
J.-O.
Durand
, and
N. M.
Khashab
,
Nanoscale
7
,
20318
(
2015
).
30.
S.
Inagaki
,
S.
Guan
,
T.
Ohsuna
, and
O.
Terasaki
,
Nature
416
,
304
(
2002
).
31.
J.-M.
di Meglio
,
D.
Quere
, and
F.
Brochard-Wyart
,
C. R. Acad. Sci.
309
,
19
(
1989
).
32.
R. J.-M.
Pellenq
,
B.
Coasne
,
R. O.
Denoyel
, and
O.
Coussy
,
Langmuir
25
,
1393
(
2009
).
33.
I.
Deroche
,
T. J.
Daou
,
C.
Picard
, and
B.
Coasne
,
Nat. Commun.
10
,
4642
(
2019
).
34.
V.
Gérard
, Ph.D. thesis,
UGA Grenoble
,
2010
.
35.
A.
Lowe
,
N.
Tsyrin
,
M.
Chorążewski
,
P.
Zajdel
,
M.
Mierzwa
,
J. B.
Leão
,
M.
Bleuel
,
T.
Feng
,
D.
Luo
,
M.
Li
 et al.,
ACS Appl. Mater. Interfaces
11
,
40842
(
2019
).
36.
E.
Charlaix
and
H.
Gayvallet
,
J. Phys. II
2
,
2025
(
1992
).
37.
C. V.
Suciu
and
K.
Yaguchi
,
Exp. Mech.
49
,
383
(
2009
).
You do not currently have access to this content.