Interactions et structures dans les suspensions polydisperses de colloïdes chargés sphériques
Auteur / Autrice : | Guillaume Bareigts |
Direction : | Jean-Marc Simon, Christophe Labbez |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie Physique |
Date : | Soutenance le 14/12/2018 |
Etablissement(s) : | Bourgogne Franche-Comté |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon) |
Jury : | Président / Présidente : Nadine Pirio |
Examinateurs / Examinatrices : Virginie Marry, Bernard Cabane, Lucas Goehring | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Magali Duvail, René Van Roij |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les suspensions colloïdales se trouvent un peu partout autour de nous, dans les matériauxde constructions, en cosmétique, dans l'alimentation, en biologie. Elles sont composésde particules nanométriques ou micrométriques dispersés dans un gaz, un liquide ou unsolide.Cette thèse porte sur les suspensions colloïdales dans des solutions ioniques,où les colloïdes portent une charge électriques, par exemple des particules de silicedans une solution aqueuse de chlorure de sodium, à un pH basique. Les colloïdes,ici approximés par des sphères, peuvent varier significativement en taille,ce qui peut avoir un effet important sur le comportement de ces systèmes.Cette étude vise à améliorer la compréhension de ces suspensions colloïdales chargéespar des modèles théoriques résolus par des simulations numériques.Un des défis de ces simulations est le grand nombre de degrés de libertés. Pour chaque(micro-)ion il y a des centaines de molécules de solvant, et pour chaque colloïdedes centaines voire des milliers d'ions. Pour s'en sortir, nous avons calculéles interactions effectives à l'échelle colloïdale. Nous avons repris et développéplusieurs approches, présentant chacune un compromis en terme de temps de calcul etprécision.La variation en taille des colloïdes peut introduire des effets intéressants,observés expérimentalement, notamment le fractionnement des suspensions en plusieursphases cristallines quand on augmente la concentration en colloïdes.Des techniques de simulations Monte-Carlo simples associées aux interactions inter-colloïdescalculées précédemment ont permis d'obtenir des résultats en bon accord avec l'expérience.