Surfaces moléculaires binaires nanostructurées : compréhension et contrôle des phénomènes d'interface

Nanoscale heterogeneous molecular surfaces : understanding and control of interface phenomena. Scale effects and cooperative properties

• Auteur / Autrice : Karine Mougin
• Direction : Hamidou Haidara
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mouillage (chimie des surfaces)

Interfaces (sciences physiques)

Nanostructures

Nanotechnologie

Résumé

La plupart des phénomènes d'intérêt fondamental ou les applications potentielles liés aux surfaces structurées appartiennent pour l'essentiel au régime méso- ou nano-métrique. Lorsque ces surfaces sont chimiquement homogènes et présentent une topologie uniforme, les phénomènes d'interface (adsorption, mouillage, adhésion, friction) auxquels ils prennent part, obéissent généralement aux lois macroscopiques de thermodynamique des surfaces. Pour des surfaces hétérogènes, cette situation peut devenir critique, tant du point de vue de la description théorique que de la modélisation expérimentale, en particulier, lorsque les tailles des domaines de phase en surface deviennent inférieures au micromètre. Le premier objectif de ce travail a été d'élaborer des surfaces moléculaires binaires hétérogènes véritablement structurées à l'échelle nanométrique. Ces surfaces binaires (phases (xp respectivement hydrophile-hydrophobe) nanostructurées ont été utilisées pour étudier les effets d'échelle (taille finie, propriétés coopératives) dans des phénomènes d'interface récurrents, comme le démouillage de liquides complexes (cristaux liquides, dispersion de nanocolloi͏̈des) et la formation de structures à la paroi. Ces travaux montrent que les phénomènes d'adsorption, de mouillage à la paroi de ces surfaces hétérogènes nanostructurées sont critiquement contrôlés par i) la fraction surfacique, ii) les propriétés de surface collectives qui émergent de la nanostructuration hétérogène, plutôt que par des effets discrets (épitaxie, nucléation hétérogène. . . ) associés aux nanodomaines isolés. Ces résultats suggèrent l'existence d'une taille caractéristique des domaines de phase, qui définit la transition entre deux régimes de comportement d'interface : régime nanométrique (effets collectifs) et régime microscopique (effets discrets à la paroi).