Realistic molecular model of kerogen’s nanostructure

Autor: Christoph Wildgruber, Andrew E. Pomerantz, Mikhail Feygenson, Franz-Josef Ulm, Cathie Vix-Guterl, Colin Bousige, Assiya Suleimenova, Gavin Vaughan, Benoit Coasne, Camelia Matei Ghimbeu, Roland J.-M. Pellenq, Gaston Garbarino
Přispěvatelé: Multiscale Material Science for Energy and Environment (MSE 2), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Strasbourg (UNISTRA), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Civil and Environmental Engineering [Cambridge] (CEE), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Matériaux et nanosciences d'Alsace, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM), Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Nature Materials
Nature Materials, Nature Publishing Group, 2016, 15 (5), pp.576-582. ⟨10.1038/NMAT4541⟩
Nature Materials, Nature Publishing Group, 2016, 15 (5), pp.576+. ⟨10.1038/nmat4541⟩
Nature Materials, Nature Publishing Group, 2016, 15 (5), pp.576-582. ⟨10.1038/nmat4541⟩
Nature Materials, 2016, 15 (5), pp.576+. ⟨10.1038/nmat4541⟩
ISSN: 1476-1122
1476-4660
DOI: 10.1038/NMAT4541⟩
Popis: International audience; Despite kerogen's importance as the organic backbone for hydrocarbon production from source rocks such as gas shale, the interplay between kerogen's chemistry, morphology and mechanics remains unexplored. As the environmental impact of shale gas rises, identifying functional relations between its geochemical, transport, elastic and fracture properties from realistic molecular models of kerogens becomes all the more important. Here, by using a hybrid experimental-simulation method, we propose a panel of realistic molecular models of mature and immature kerogens that provide a detailed picture of kerogen's nanostructure without considering the presence of clays and other minerals in shales. We probe the models' strengths and limitations, and show that they predict essential features amenable to experimental validation, including pore distribution, vibrational density of states and stiffness. We also show that kerogen's maturation, which manifests itself as an increase in the sp(2)/sp(3) hybridization ratio, entails a crossover from plastic-to-brittle rupture mechanisms.
Databáze: OpenAIRE
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