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Le Chant des Dunes, Mouvements Collectifs dans un Écoulement Granulaire

Dagois-Bohy, Simon 15 September 2010 (has links) (PDF)
Le chant des dunes est un phénomène naturel qui a longtemps éveillé la curiosité des hommes du désert, de Marco Polo à R.A. Bagnold. Les observations scientifiques du XXème siècle ont montré que le son est émis par la vibration cohérente de la surface libre d'un écoulement de ces grains chantants, et que ce son est soumis à un phénomène de seuil qui dépend de beaucoup de paramètres. Pour comprendre le mécanisme qui synchronise le mouvement des grains entre eux, nous avons effectué deux voyages au Maroc et à Oman pour observer les dunes chantantes sur le terrain, dont nous avons rapporté plusieurs échantillons de sable chantant. En étudiant leurs propriétés microscopiques, nous avons montré que ces sables sont recouverts d'un vernis qui augmente leurs propriétés d'adhésion et de frottement. Grâce à une expérience à cisaillement variable, nous avons caractérisé la dépendance du seuil avec l'humidité et les paramètres d'écoulement. Dans une expérience d'avalanches, nous avons réussi à reproduire le chant des dunes sur le terrain, et nos observations montrent qu'une partie de l'écoulement a une vitesse homogène, comme un bloc solide. De plus, cette expérience montre aussi que la synchronisation ne peut être due à une onde acoustique dans le milieu granulaire. Nous avons alors développé un modèle basé sur l'interaction entre les chaînes de forces dans l'écoulement de cisaillement et la partie où la vitesse est homogène. Ce modèle a un bon accord quantitatif avec les mesures, et il permet de rendre compte de toutes les observations qualitatives faites sur le chant des dunes.
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Quelques aspects de la physique des interfaces cisaillées : Hydrodynamique et Fluctuations.

Thiébaud, Marine 23 September 2011 (has links) (PDF)
Ce travail porte sur l'étude théorique des interfaces entre deux fluides visqueux, soumis à un écoulement de Couette plan. Dans cette situation hors d'équilibre, les fluctuations thermiques de l'interface sont modifiées en raison du couplage par le cisaillement entre les effets visqueux et les effets de tension. Comme c'est le cas pour d'autres systèmes de matière molle (par exemple, les phases lamellaires), le cisaillement peut alors amplifier ou amortir les déformations interfaciales. On s'intéresse tout d'abord à la dynamique des fluctuations interfaciales. On montre que ces dernières vérifient une équation stochastique non-linéaire, dont la solution est contrôlée par un paramètre sans dimension qui contient toute l'information sur le système. La résolution à faible taux de cisaillement révèle que le déplacement quadratique moyen des fluctuations thermiques diminue avec l'écoulement, conformément aux observations expérimentales et numériques. Ensuite, on étudie l'influence des effets inertiels sur la stabilité de l'écoulement, dans le régime des fortes viscosités et des faibles tensions. Ce régime des grands nombres capillaires n'a été que très peu étudié, mais trouve sa pertinence par exemple dans les mélanges biphasiques de colloïdes et de polymères. Des critères de stabilité simples sont mis en évidence. Finalement, on réalise une étude numérique des propriétés des fluctuations interfaciales à grand cisaillement. Bien que les effets visqueux soient dominants, il en ressort une phénoménologie similaire à certains modèles de turbulence.
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Déformations et instabilités d'interfaces liquides pilotées par la diffusion d'une onde laser en milieux turbides

Petit, Julien 14 December 2011 (has links) (PDF)
Ce travail de thèse est consacré à l'étude des déformations d'interfaces liquides par l'action d'une onde laser continue. Nous démontrons que la diffusion élastique d'une onde laser dans un milieu turbide induit une force diffusive en volume qui donne naissance à des écoulements permanents au sein du fluide. Les contraintes visqueuses associées à ces écoulements, à l'approche d'une interface liquide molle, peuvent engendrer la déformation de celle-ci jusqu'à la déstabiliser et former un jet. Dans ce manuscrit, nous présentons une étude expérimentale de ce nouveau couplage lumière-fluide complétée par des simulations numériques. Nous présentons également une étude des déformations et instabilité d'interfaces par la pression de radiation optique, due au contraste d'indice de réfraction entre les deux phases liquides en coexistence, dans des milieux transparents. Nous avons enfin analysé la combinaison de ces deux couplages dans les milieux turbides, force diffusive et pression de radiation participant différemment à la déformation d'interfaces liquides. Pour ce faire, nous avons eu recours à différents systèmes fluides turbides et transparents, ayant pour particularité principale de présenter une tension interfaciale extrêmement faible.
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Stabilité et dynamique des interactions élastocapillaires

Rivetti, Marco 24 September 2012 (has links) (PDF)
Dans cette thèse nous nous intéressons à l'étude des interactions élasto-capillaires. Souvent négligeable à grande échelle, la tension de surface d'un liquide devient considérablement importante à petite échelle, et elle peut engendrer une déformation d'un solide suffisamment souple. Elle peut induire en particulier une flexion sur une structure élancée (tige, lamelle) ou très fine (plaque). Ce type d'interaction a souvent été traité de manière statique ou quasi-statique. Nous présentons ici l'une des premières études de dynamique élasto-capillaire, concernant le problème de repliement d'une membrane élastique induit par l'impact d'une goutte. Nous montrons que le repliement dynamique est possible, ce qui permet d'obtenir très rapidement une forme 3D stable. Nous montrons aussi que le rôle de la vitesse peut être exploité pour sélectionner la forme finale du système goutte-membrane. Après avoir défini une expérience-modèle 2D, nous présentons deux approches qui permettent de prédire avec précision le comportement du système expérimental. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons à l'interaction d'un ménisque liquide avec une lamelle élastique, problème où interagissent élasticité, capillarité et pression hydrostatique. Nous décrivons le comportement à l'équilibre du système et présentons une technique pour prédire l'apparition d'instabilité. Ce problème présente une forte analogie avec le flambage de poutre à la surface d'un liquide : nous montrons comment cette analogie peut être utilisée pour généraliser la solution analytique du problème de flambage, récemment découverte, vers une famille continue de solutions d'équilibre.
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Nucléation et croissance de nanoparticules métalliques dans une matrice organique poreuse : application à la catalyse

Desforges, Alexandre 08 November 2004 (has links) (PDF)
Les nanoparticules supportées sur un support solide permettent de catalyser un grand nombre de réactions. Dans ce travail, nous nous sommes intéressé à la préparation du matériau, puis à son utilisation dans une réaction de catalyse. Le support utilisé est un polymère poreux insoluble de structure microcellulaire appelé polyHIPE, obtenu par la polymérisation d'une émulsion inverse concentrée. La partie réactive est apportée par la génération in situ de nanoparticules de palladium. Nous avons synthétisé une large gamme de matériaux hybrides palladium/polyHIPEs, puis nous les avons caractérisé par diverses techniques comme le MEB, le MET, l'XPS ou la spectroscopie infrarouge. Nous avons contrôlé la taille moyenne et l'état de dispersion des particules grâce au choix des conditions et/ou par une fonctionnalisation adéquate des supports. Nous avons choisi, pour tester l'efficacité en catalyse, de comparer nos supports sur la catalyse d'une réaction de couplage de type Suzuki-Miyaura. Nous avons mis en évidence une forte dépendance de l'activité avec la force de stabilisation des particules, ainsi qu'avec la chimie de surface des nanoparticules. Certains des catalyseurs préparés proposent une bonne activité par rapport aux catalyseurs commerciaux et même, dans un cas, par rapport à un catalyseur homogène. Deux études préliminaires proposent également des améliorations potentielles du support, pour la manipulation des catalyseurs (préparation sous forme de billes) ou leur utilisation dans des conditions de haute température (carbonisation).
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A Study of the Structure and Dynamics of Smectic 8CB Under Mesoscale Confinement

Benson, James January 2012 (has links)
The structure and dynamics of the smectic-A liquid crystal 8CB (4 cyano-4 octylbiphenyl) when sheared and confined to mesoscale gaps (with crossed cylindrical geometry and mica confining surfaces) were studied using a Surface Forces Apparatus (SFA). Triangular shear patterns with frequencies of 0.01, 0.1, 1.0 and 10 Hz, and amplitudes of 62.5 nm, 625 nm and 6.25 m were applied to samples at gap sizes of 0.5 and 5.0 m. The study was performed at room temperature (20.5C) and at two higher temperatures (22C and 27C). In order to minimize the thermal fluctuations within the test chamber and hence to allow for the rapid re-initialization of test runs, the SFA was modified to allow for quick, precise and remote control of the confining surfaces. The procedure maximized the number of tests that could be undertaken with a single pair of surfaces so that a single gap geometry could be maintained for the duration of the test run. In order to run the SFA remotely, scripts written with a commercial software package, LabVIEW, were used to control of the SFA components, its FECO-monitoring camera and all its peripheral electronic equipment as well. Samples were agitated to disrupt any shear-induced liquid crystal domain alignment from previous testing following each shear test, and methodologies were developed to ascertain the extent of confinement quickly and remotely following agitation. Separate methods were developed for gap sizes at each extreme of the mesoscale regime, where the transition from bulklike structure and dynamics to nano-confinement occurs (between 1 and 10 microns for smectic-A 8CB). The results revealed that the greater amplitude-gap aspect ratio and surface-to-domain contact associated with smaller gaps facilitated reorientation of the domains in the shear direction. Evidence was also presented of domains at the higher end or outside of the mesoscale regime that, while straining and accreting, were unable to reorient and thereby led to an overall increase of viscoelastic response. The effective viscosity was found to obey a simple power law with respect to shear rate, , and the flow behaviour indices, n, slightly in excess of unity indicate shear thickening occurs with large enough shear amplitude, and that the viscosity reached a plateau near unity over shear rates of 0.005 to 500 s-1 within the mesoscale regime. Different K and n values were observed depending on the shear amplitude used. Unlike bulk smectic 8CB, whose domains do not align well in the shear direction with large shear-strain amplitude, at mesoscale levels of confinement large amplitude shearing (up to 12.5 shear strain amplitude) was found to be very effective at aligning domains. In general domain reorientation is found to be much more rapid within the mesoscale regime than has been reported in bulk. Aggressive shearing was found to result in a complete drop in viscoelastic response within seconds, while gentler shearing is found to produce a very gradual increase that persists for more than six hours, with individual shear periods exhibiting frequent and significant deviations from the expected smooth shear path that may be a product of discrete domain reorientations. From these findings, certain traits of the smectic 8CB domain structures under mesoscale confinement were deduced, including how they respond to shear depending on the level of confinement, and how their reorientation due to shear varies not only with shear rate but also independently with shear amplitude. An equation describing the viscosity change as a function of both shear rate and shear amplitude is proposed. The shear amplitude dependence introduces the notion of shearing beyond the proposed smectic 8CB “viscoelastic limit”, which was shown to exhibit behaviour in accordance with Large Amplitude Oscillatory Shear (LAOS) techniques developed for Fourier Transform rheology. The findings provided an understanding of the behavioural changes that occur as one reduces the level of confinement of smectic materials from bulk to nanoconfinement.
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Soft Matter Under Electric Field And Shear

Negi, Ajay Singh 04 1900 (has links)
‘Soft condensed matter’ is a newly-emerged sub-discipline of physics concerned with the study of systems that are mechanically soft such as colloids, emulsions, surfactants, polymers, liquid crystals, granular media and various biomaterials including DNA and proteins. These materials display a broad range of interesting microstructures and phase behaviours and have a myriad of applications in the materials, food, paint and cosmetic industries as well as medical technologies. Soft condensed matter physics presents new opportunities and challenges for the development of new ideas and concepts in experimental and theoretical physics alike. Because the field overlaps with many different disciplines, the study of soft matter also offers promising developments to other fields of science including chemistry, chemical engineering, materials science, biology, and environmental science. The behaviour of these systems is dominated by one simple fact: they contain mesoscopic structures in the size range 10 nm to 1 µm that are held together by weak entropic forces. The elastic constants of these materials are 109 times smaller than the conventional atomic materials and hence are easily deformable by external stresses, electric or magnetic fields, or even by thermal fluctuations. We have studied two important classes of soft matter systems in this thesis -colloidal suspensions and surfactant systems. The thesis is divided into two main themes: (a) Effects of electric field on the colloidal suspensions, and (b) Effects of shear on surfactant solutions. Motions of colloidal particles under the influence of applied electric field were observed under a microscope and were studied using image analysis and particle tracking. We have also used tracking of thermal fluctuations of colloidal particles embedded in surfactant gels to study microrheology of surfactant solutions. Linear and non-linear rheology of aqueous solutions of cationic cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) and anionic sodium-3-hydroxynapthalene-2-carboxylate (SHNC) were studied using bulk rheology in a commercial rheometer. Rheological studies of an anionic surfactant sodium dodecyl sulphate (SDS) in the presence of strongly binding counterion p-toluidine hydrochloride (PTHC) has also been done. Chapter 1 starts with a general introduction to soft condensed matter systems and then we proceed to describe two specific class of soft condensed materials which we have studied in this thesis -colloidal suspensions and surfactant/water systems. After describing different types of colloids, we discuss why colloids are suitable as model systems in condensed matter physics. This is followed by a discussion on the chemical structure, phase behaviour and self assembling properties of surfactant molecules in water. We then discuss the inter-macromolecular forces such as van der Waals interaction, the screened Coulomb repulsion, hydrogen bond, hydrophobic and hydration forces and steric repulsion which are the major players in the interaction in soft condensed matter systems. The systems that have been the subject of our experimental studies, viz. polystyrene colloidal suspensions, CTAB+SHNC, SDS+PTHC and CTAT have also been discussed in detail. Then we have given an overview of effects of electric field on the colloidal suspensions. Two types of geometries have been discussed: one in which the field is parallel to the plates and another when the field is perpendicular to the electrodes. Application of colloidal particles in diagnostic tests (Latex Agglutination Tests) has been discussed after this. Some methods used to enhance the sensitivity of LATs have also been reviewed. This is followed by a theoretical background of linear and non-linear rheology. We have also given an introduction to digital video microscopy, its advantages and discussed few quantities like pair correlation function, structure factor which can be extracted using digital video microscopy and particle tracking. The concluding part of this chapter describes the organization of this thesis. Chapter 2 discusses the experimental apparatus and techniques used in our studies. We describe our setup for applying the electric field to the colloidal particles and imaging and tracking their motion. We also discuss the image processing and analyzing methods for extracting the useful quantities from the digitized images. We have described the various components of the MCR-300 stress-controlled rheometer (Paar Physica, Germany) and the AR-1000N stress-controlled rheometer (T. A. Instruments, U. K.) followed by different experimental geometries that we have used for our experiments. Next we have described the various experiments that can be done using a commercial rheometer. Calculation of surface charge of colloidal particles using a conductivity meter has been demonstrated for our colloidal particle suspensions. We also describe the sample preparation methods employed in different experiments. In Chapter 3, we have discussed our study of clustering of colloidal particles under the influence of an ac electric field as a function of frequency. The field was applied in a direction perpendicular to the confining walls. Two regimes are observed, a low frequency regime where the clusters are isotropic with a local triangular order and a new high-frequency regime where the clusters are highly elongated (anisotropic) with no local order. The crossover from one regime to the other occurs at a critical frequency, fc. The formation of elongated clusters seen at high frequencies is explained in terms of rotation of particles due to a phase lag between the polarization of the electric double layer around a particle and the applied electric field that arises because of inhomogeneities of the conducting surface. We have also observed that the threshold field for the cluster formation, Eth, increases with frequency in both the regimes. We did these studies on two different sizes of particles and found that both Eth and fc were lower for the larger particles. Our model based on particle rotation was able to estimate the value of fc correctly for both the sizes of the particles. Chapter 4 describes a method employing an ac electric field applied perpendicular to the confining walls to increase the sensitivity of recognition of ligands by their corresponding receptors grafted on Brownian latex particles. Application of electric field assists the colloidal micro-particles grafted with receptors to come nearer due to electro-hydrodynamic drag. This increase in the local concentration of the latex particles results in improving the chances of ligand-receptor interaction leading to the aggregation of the latex particles. With this technique we have been able to increase the sensitivity of the ligand-receptor recognition by a factor as large as 50. We have demonstrated the utility of our method using streptavidin as the model receptor and biotinylated RNase A as the model ligand. We have also applied our technique to a commercially available kit for rheumatoid factor (RF) with successful results. The same method was also successfully applied for the detection of typhoid whose antibodies were purified and attached to polystyrene particles by our collaborators from DRDE Gwalior. In Chapter 5, we have studied the statics and dynamics of colloidal particles at different applied electric fields from zero to beyond the threshold field. We have taken a series of time-lapsed images and calculated out the pair-correlation function, mean squared displacement, structure factor, non-Gaussian parameter etc. We have studied both mono-dispersed colloidal system and binary colloidal system (mixture of two different sizes of particles). The aggregates formed in the two cases were analysed with the help of Voronoi polygons to quantify the microscopic structure. In mono-dispersed system, the aggregates formed were two-dimensional hexagonal crystals and we have used this system to study the freezing transition in 2-dimension. The properties of the system in the liquid and the crystalline state satisfy various criteria for the 2-d freezing transition. The first maximum of the structure factor at the voltage at which freezing occurs, is 5.5 as has been suggested for the 2-d freezing. This is reflected in the dynamics of the system also, where the ratio D/D0 falls below 10%, in accordance with the LPS (L¨owen, Palberg, Simon) criterion for freezing in 2-d colloidal systems [Phys. Rev. Lett. 70, 1557 (1993)]. However, in the binary colloidal system the clusters formed were not crystalline but more like 2-d dense liquids. A closer inspection of these clusters reveals that the motion of a smaller subset of particles is cooperative and follows string-like paths. The mean square displacement of such a system shows a plateau in the intermediate times which indicates the “caging” of particles by its neighbours. A peak in non-gaussian parameter indicates the presence of dynamical heterogeneities in the system. In Chapter 6, we have described the use of multiple particle tracking to study the microrheology of semidilute solutions of wormlike micelles and compared the results with those from macrorheology experiments done on the same samples. Two concentrations of CTAT (1.3% and 2%) were used. We observed that, in spite of the mesh size being much smaller than the size of the probe particles, the viscoelastic response function calculated using the one-point microrheology does not match with that measured from macrorheology. This can be attributed to the fact that there is another important length scale in the system, the mean micellar length, and it is comparable to the probe particle size. Two-point microrheology was successful in verifying the macrorheology results for CTAT 1.3% but it fails to do so for CTAT 2%. We attribute this to the fact that in a higher viscosity sample (2%), the hydrodynamic force propagate to a lesser distance, thereby limiting the measurable correlation between the particles and precluding the success of two-point microrheology. Chapter 7 describes a rheological study of aqueous solutions of varying concentration of cationic cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) and anionic sodium-3-hydroxynapthalene-2-carboxylate (SHNC) kept at a fixed molar concentration ratio [CTAB]/[SHNC] = 2. At this molar ratio, the surfactants self-assemble into wormlike micelles which get entangled above the overlap concentration to form viscoelastic gel. The range of the total surfactant concentration φ varies from 1.17% to 5.16% by weight. We found that, plateau modulus, G0, shows a power law dependence on the surfactant concentration, φ, with an exponent 3, which is higher than the expected value of 2.25 observed for the one-component wormlike micelles. Zero shear viscosity, η0, and relaxation time, τR show a maximum at the surfactant concentration, φmax = 1.9% in contrast to a monotonic increase with φ. We propose that this non-monotonic behaviour is due to the unusual dependence of the average micellar length L ¯on φ, showing a maximum in average micellar length L at φmax. This argument provides a strong support to the model of micellar growth in the presence of electrostatic interactions developed by Mackintosh et. al [Europhys. Lett. 12, 697 (1990)]. The presence of electrostatic interactions also appears in the behaviour of the plateau modulus G0 that exhibits a larger φ dependence than in highly screened micelles. In the non-linear flow experiments, a minimum observed in critical shear rate (the shear rate at which shear thinning starts), ˙γc, at φmax strengthens our arguments. In Chapter 8, we describe the phase behaviour and rheology of SDS+PTHC (sodium dodecyl sulphate + p-toluidine hydrochloride) micellar solutions at different molar ratios α=[PTHC]/[SDS]) of the two components. At low values of α, polarizing microscopy observations reveal a transition from an isotropic to a nematic phase of disk-like micelles, whereas a transition to a lamellar phase occurs at higher α values > 0.5, on increasing the surfactant content. Linear rheology of the isotropic micellar solution reveal a viscous behaviour over a large range of surfactant concentrations. Surprisingly, this also extends to the nematic phase of disk-like micelles observed at α =0.2 and φ =0.35. These systems also exhibit a viscoelastic behaviour over a narrow range of surfactant concentration as reported in earlier studies. The extent of the viscoelastic region of the isotropic micellar solution also decreases with increase in α. Frequency sweep curves in this region, scaled on to a master curve is reminiscent of dilute suspensions of hard spheres or rigid Brownian rods. Consistent with the results from oscillatory shear measurements, the f;ow behaviour examined under steady shear is Newtonian over a large range of surfactant content in the isotropic micellar solution. An interesting result in these studies is the non-monotonic behaviour of the viscosity with increase in surfactant concentration. It is likely that the sharp rise in viscosity arises from a jamming effect of the rigid rods. Dynamic light scattering studies suggest that the drop in viscosity is due to the decrease in the length of the micellar aggregates. This is followed by a change in the morphology of the micelles from rods to disks as indicated by the transition to a nematic phase of disk-like micelles or a lamellar phase. A change in the morphology of micellar aggregates with increase in α is expected in mixed surfactant systems with strongly binding counterions. However, the surprising result is the change in morphology of the micellar aggregates with surfactant content. Such a behaviour is seen in mixed surfactant systems for the first time. The thesis concludes with a summary of our main results and a brief discussion of the scope of future work in Chapter 9.
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Propulsion et friction d'objets non mouillants

Dupeux, Guillaume 27 September 2013 (has links) (PDF)
Nous nous intéressons aux dynamiques spéciales engendrées par des objets non mouillants. Sur un substrat recouvert de rainures asymétriques en dents de scie, un liquide ou un solide en caléfaction est propulsé horizontalement. Les motifs rectifient l'écoulement de vapeur dans une direction privilégiée et le mobile est entrainé par viscosité. Sur un substrat lisse, si le solide est lui-même asymétrique, la répartition non homogène de masse incline la surface inférieure et avec elle la force de pression de l'écoulement de vapeur : sa composante horizontale met aussi l'objet en mouvement. Une goutte caléfiée entre deux plans parallèles montre également un comportement surprenant : au-delà d'un rayon critique, elle se déstabilise en formant un anneau qui s'agrandit et éclate en petits fragments. La grande mobilité de ces objets pose la question de la friction qu'ils subissent. Très faible sur un substrat lisse, on observe une dissipation inertielle dans l'air environnant et dans une couche limite liquide pour les gouttes. En revanche, sur un substrat crénelé, elle est fortement amplifiée par l'impact du liquide sur les textures. Pour terminer, nous nous intéressons à divers objets non mouillants naturels : l'argyronète aquatique et plusieurs plantes aquatiques superhydrophobes. Le premier est une araignée qui passe sa vie sous l'eau. Elle s'abrite dans une grande bulle d'air qu'elle crée en capturant, par un mouvement dynamique de son abdomen superhydrophobe et de ses pattes, de petites bulles à la surface de l'eau. Quant aux seconds, ils utilisent leurs surfaces non mouillantes pour survivre lors d'une immersion.
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Décoration de réseaux linéaires de défauts smectiques par des nanoparticules d'or

Delphine, Coursault 22 March 2013 (has links) (PDF)
Nous créons des films minces smectiques de défauts topologiques linéaires sur substrats de polymère grâce au savoir faire acquis sur substrats cristallins. Le transfert de ce système sur polymère permet d'étudier l'influence du substrat sur la structure du film, et de mener un nouveau type d'étude par diffraction des rayons X en adoptant deux configurations couplées en réflexion et en transmission. D'autre part, en mélangeant des nanoparticules (NPs) à ces films, on transmet leur anisotropie aux auto-assemblages NPs d'or pour obtenir des propriétés optiques définies et activables par variation de la polarisation de la lumière. Dans le cas de films hybrides faiblement concentrés, nous créons des chaînes de NPs individuelles piégées par les dislocations smectiques, sur plusieurs dizaines de microns. En fonction de la concentration, les NPs peuvent être isolées ou en condition de couplage électromagnétique, permettant d'obtenir une anisotropie de la résonance de plasmon jusqu'à 40 nm. A plus grande concentration, le réseau linéaire de NPs se transforme en réseau bidimensionnel, toujours anisotrope, dont une direction dense est imposée le long des défauts. Pour le film smectique pur, un modèle avec un joint de grain tournant est retrouvé et interprété comme minimisant la présence de dislocations. Nous identifions deux sites de dislocations capables de piéger les nanoparticules : le premier site, préférentiel, piège les NPs dans un environnement ordonné situé près du substrat ; le second est en haut du joint de grain tournant plus proche de l'interface avec l'air, il mobilise une assemblée de dislocations reconstruites en fonction de la concentration en NPs. Finalement, cette auto-organisation dirigée de nanoparticules, ouvre la voie pour l' étude de systèmes hybrides de particules plus grandes ou de formes anisotropes pour exalter les effets d'anisotropie de l'auto-assemblage.
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Diffusion de rayons X sur une membrane unique : potentiel d'interaction et effets du champ électrique

Hemmerle, Arnaud 24 September 2013 (has links) (PDF)
Nous avons déterminé par diffusion de rayons X le potentiel d'interaction entre deux bicouches, une première adsorbée sur un substrat solide et une deuxième flottant à proximité. Nous montrons que les interactions dans ces systèmes fortement hydratés sont deux ordres de grandeur plus faibles que dans les travaux précédents menés sur des phases multilamellaires. Cette caractéristique est attribuée à la répulsion électrostatique due à la faible fraction de lipides ionisés. Nous avons de plus accès aux potentiels de répulsion entropique, et testons les différents modèles théoriques existants. Les effets d'un champ électrique sur les membranes ont également été étudiés. Nous montrons que le champ induit une tension négative et une rigidité positive, et mène à la déstabilisation d'une bicouche supportée sous certaines conditions. Finalement, nous mesurons les propriétés de membranes chargées par diffusion de rayons X, nous permettant d'accéder aux limites de la théorie de Poisson-Boltzmann.

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