Nanorhéologie : écoulement limite et friction à l'interface liquide-solide

Nanorheologie : boundary flow and friction at liquid-solid interfaces

• Auteur / Autrice : Audrey Steinberger
• Direction : Elisabeth Charlaix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interfaces solide-liquide

Surfaces hydrophobes

Surfaces

Résumé

Ce travail étudie l'influence des propriétés de surface sur l'écoulement limite de liquides simples aux parois solides, à l'aide d'expériences de nanorhéologie réalisées avec une machine à forces de surfaces dynamique. Nous mettons d'abord en évidence l'influence du mouillage sur la condition limite hydrodynamique intrinsèque s'appliqunat sur des surfaces lisses à l'échelle nanométrique. Nous montrons en revanche que le glissement interfacial ne dépend pas la viscosité du liquide. Nous étudions ensuite l'écoulement limite et la friction sur des interfaces complexes d'intérêt biologique solide / bicouche de phospholipides / eau. Enfin nous étudions l'écoulement de mélanges eau-glycérol sur des surfaces dues aux poches de gaz piégées ; Nous montrons que contrairement à une idée répandue, ces poches de gaz ne sont pas toujours lubrifiantes et peuvent augmenter significativement la friction interfaciale

This work adresses the interplay between surface properties and the interfacial flow of simple liquids in the vicinity of solid surfaces. We have performed nanoheology experiments on various systems using a dynamic Surface Force Apparatus. Firstly, we have shown that the intrinsic boundary condition on smooth surfaces depends on the wetting properties of the solid surfaces, but not on the liquid viscosity. We have also studied the boundary flow and interfacial friction of water on supported phospholipid layers, which are surfaces of biological interest. Secondly, we have investigated the drainage flow of water-glycerol mixtures on superhydrophobic surfaces. We have been able to detect and measure the elastic properties of such surfaces due to the entrapped bubbles. Finally, we have shown that, contrary to conventional notions, the presence of gas pockets on a liquid-solid interface can significantly increase the interfacial friction