Développement d'un appareil de mesures de forces de surface et de nanorhéologie

par André Tonck

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Marie Georges.

Soutenue en 1989

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .

mots clés

• Rhéologie

Résumé

Un nouvel instrument de mesure de forces de surface et de nanorhéologie entre une sphère et un plan à très courte distance est proposé. Il se distingue par la très grande résolution de ses capteurs et par les nombreuses mesures simultanées statiques ou dynamiques (résolution du capteur de force spécialement construit de 10##8n et de 10##2nm pour le capteur de déplacement). Les interactions électriques sont également mesurées. Une méthode de mesure et d'exploitation des résultats, adaptée au type d'interaction est également proposée. L’élasticité des solides ou les propriétés d'une couche mince à leurs surfaces sont modélisées. L’ensemble de ces outils a permis d'étudier deux milieux homogènes: du n-dodecane et de l'octamethylcyclotetrasiloxane, ainsi qu'un milieu colloïdal très dispersé. Dans le cas des milieux homogènes, une couche hydrodynamique immobile est identifiée sur les surfaces. Son épaisseur est voisine de la taille des molécules. Lorsque les surfaces se rapprochent à une distance inferieure à 10 fois le diamètre des molécules, la viscosité mesurée est différente de celle du volume et une force de répulsion apparait. Quand le sens du mouvement est inverse, nous mesurons une hystérésis et une force d'attraction. Dans le cas du milieu colloïdal, l'adsorption des colloïdes sur les surfaces est suivie mécaniquement, in situ, et nous mesurons leurs propriétés mécaniques.

Titre traduit

Development of a new apparatus of surface forces and nanorheologie measurement

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