Dynamic behavior of charge stabilized colloidal suspensions

par Aymeric Robert

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-François Legrand.

Soutenue en 2001

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    Le comportement dynamique de suspensions concentrées de sphères colloïdales chargées d'octafluoropentylacrylate est étudié. Le coefficient de diffusion aux temps courts, D(Q), est mesuré pour des fractions volumiques 0. 04<phi<0. 18 par spectroscopie de corrélation de photons X (XPCS) et comparé au coefficient de diffusion d'une particule libre D-O. On utilise la diffusion aux petits angles des rayons X(SAXS) pour déterminer le facteur de structure statique S(Q). D-O/D(Q) possède un maximum pour des valeurs de Q correspondant au maximum du facteur de structure statique, montrant que les modes de fluctuations de densité préférentiels relaxent le plus lentement. Les données montrent que les interactions hydrodynamiques indirectes influent sur la dynamique pour toutes les longueurs d'onde. Les fonctions hydrodynamiques, H(Q), peuvent être directement extraites des données expérimentales. Ces fonctions sont réminiscentes des fonctions hydrodynamiques décrivant les systèmes de sphères dures et ne peuvent par conséquent pas être décrites par l'approximation "Pairwise Additive" (PA), communément utilisée pour la modélisation de l'hydrodynamique des suspensions colloïdales chargées. Une description quantitative des données est néanmoins possible au moyen de l'expansion en fluctuation, développée à l'orogine pour les systèmes de sphères dures, si l'on utilise le facteur de structure statique mesuré et que l'on permet une réduction de la mobilité, comparée à celle correspondant au système de sphères dures. Cette diminution de la mobilité peut être attribuée à la présence ainsi qu'au caractère longue portée des interactions directes entre particules, qui les empêchent de se mouvoir librement en réponse au champ hydrodynamique.

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  • Cote : TS01/GRE1/0141
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