Interfaces actives et dépôts évaporatifs : vers de nouvelles méthodes de contrôle des phénomènes interfaciaux

Actives interfaces and evaporative patterns : new methods for controlling interfacial phenomena

• Auteur / Autrice : Pauline E. Galy
• Direction : Damien Baigl
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 07/12/2021
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Processus d'activation sélectif par transfert d'énergie uni-électronique ou radiatif (Paris ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe de recherche Nanobioscience et microsystèmes (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Lydéric Bocquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Baigl, Lydéric Bocquet, Esther Amstad, Arnaud Saint-Jalmes, Colin Bain, Françoise Brochard-Wyart
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Esther Amstad, Arnaud Saint-Jalmes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie

Mots clés libres

Effet tache de café

Interfaces

Évaporation

Tensioactifs

Oxydo-Réduction

Colloïdes actifs

Coffee ring effect

Interfaces

Evaporation

Surfactants

Oxidation-Reduction

Self propelled colloids

Résumé

Lorsqu’une goutte sèche sur une surface solide, ses composés s’accumulent sur ses bords pour former un dépôt en forme d’anneau. Ce phénomène familier est appelé effet tache de café. Il s’agit à la fois d’un défi scientifique, d’un obstacle industriel et d’une opportunité technologique de diagnostic. Cette thèse a pour objectif de mieux le comprendre et de révéler des méthodes originales pour le contrôler. Ainsi, trois tensioactifs stimulables ont été synthétisés et utilisés pour la première fois afin de contrôler l’effet tache de café grâce à un stimulus redox. Des particules dites Janus ont permis de clarifier le rôle de l’interface liquide-gaz et de produire des dépôts hybrides inédits. Un nouveau phénomène de cristallisation de particules à la surface d’une goutte qui sèche a également été mis en évidence. Enfin, les caractéristiques connues pour l’effet tache de café classique ont pu être généralisées aux systèmes liquide-liquide dans lequel l’air est remplacé par un solvant.

When a drop dries on a solid surface, its compounds accumulate on its edges to form a ring-shaped deposit. This familiar phenomenon, called the coffee-ring effect, is in fact a scientific challenge, an industrial obstacle to prevent and a technological opportunity for low-cost diagnosis. By exploring new ideas, this thesis aims to better understand it and to reveal original methods to control it. Thus, three stimulable surfactants were synthesised and used to control the coffee-ring effect by using a redox stimulus for the first time. Socalled Janus particles clarified the role of the liquid-gas interface and produced novel hybrid deposits. A new phenomenon of particle crystallisation on the surface of a drying drop has also been demonstrated. Finally, the characteristics known for the classical coffee-ring effect have been generalised to liquid-liquid systems in which air is replaced by another liquid.