Structure et forces dans les films noirs : contribution des interactions electrostatiques

par DANIEL SENTENAC

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Jacques Benattar.

Soutenue en 1997

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

Le film de tensioactif est un systeme modele pour l'etude de la stabilite colloidale. La cellule de pression, initialement mise au point par mysels, sert a mesurer la pression de disjonction dans un film de tensioactif. En lui associant une sonde optique pour determiner la structure, on a acces a la loi de force entre les plans qui composent le film. Nous adaptons la cellule de pression a une experience de reflectivite des rayons x en incidence rasante afin d'ameliorer la precision sur la determination des parametres structuraux, et sur la loi de force. Avec ce dispositif, nous mesurons la pression de disjonction dans des films noirs formes, soit de dodecylsulphate de sodium (sds), soit de sodium bis(2-ethylhexil) sulfosuccinate (aot), et en presence de different types d'electrolytes. Dans le cas de l'aot, nous mettons en evidence le probable impact des effets steriques sur l'ecrantage de la charge de surface provenant de la couche d'hydratation des ions. Dans le cas du sds, nous observons la spectaculaire transition de film commun vers le film de newton (cbf/nbf). Nous developpons un modele microscopique de champ moyen, en prenant en compte les interactions electrostatiques et l'effet hydrophobe des molecules de tensioactif, pour decrire le mecanisme de regulation de la charge de surface. Nous derivons la pression d'origine electrostatique et verifions la validite du modele sur les isothermes en pression enregistres avec le sds. Nous en deduisons l'incapacite des forces de dispersion, composante attractive des interactions dans la theorie d. L. V. O. , a rendre compte de la transition cbf/nbf dans ces systemes. La transition cbf/nbf peut provenir des interactions electrostatiques si on prend en compte les correlations ions/ions. Pour illustrer cet argument, nous effectuons un calcul exact des interactions electrostatiques a une dimension. Sous certaines conditions, la pression de disjonction electrostatique unidimensionnelle presente un regime repulsif, similaire au calcul de champ moyen, mais aussi un regime attractif a plus courte portee, qui s'apparente a la transition cbf/nbf.

Titre traduit

Electrostatic interactions in black films

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