Thèse en cours

Comportement des liquides non newtoniens confinés à l'échelle nanométrique
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Auteur / Autrice : Nathan Bigan
Direction : Alessandro Siria
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Physique
Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique de l'ENS (Paris ; 2019-....)
établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)

Mots clés

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Résumé

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Le modèle de fluide newtonien décrit bien la majorité des fluides composés de molécules simples, mais tous les fluides qui nous entourent ne sont pas newtoniens: ces fluides non-newtoniens peuvent présenter des caractères de viscoélasticité et viscoplasticité, à mi-chemin entre le comportement d'un liquide et celui d'un solide. Ajoutons à cela un confinement micro voire nanométrique, et alors les effets de surface prennent le dessus sur les effets de volume. Autrement dit, les interactions chimiques, électrostatiques, la friction à l'interface sont autant de phénomènes exacerbés qui ne peuvent plus être négligés, à l'inverse de la pesanteur qui elle devient négligeable face à la pression capillaire. A l'échelle du nanomètre, l'équation de Navier-Stokes elle-même ne constitue plus un modèle satisfaisant pour expliquer les phénomènes apparaissant à la paroi. Les écoulements dans des capillaires dont le diamètre descend sous la barre du micron ne peuvent donc pas être modélisés simplement et font intervenir des théories beaucoup plus lourdes et complexes comme la modélisation moléculaire. Les flux confinés à ces échelles, comme en sortie de pipettes nanométriques sont donc des mécanismes encore mal connus dont les caractéristiques ne cessent de surprendre à mesure qu'elles sont observées. Déposer directement de la matière à l'échelle du micron demeure donc un défi et demande de bien comprendre les phénomènes physico-chimiques opérant lors d'une impression avec la méthode développée chez Hummink. Les phénomènes de mouillage, les interactions physico-chimiques entre l'encre et le substrat et l'évaporation de la phase liquide doivent être bien contrôlés pour garantir un dépôt de qualité, quel que soit le diamètre de pipette utilisé. La formulation des encres doit aussi être maîtrisée afin de satisfaire aux étapes de post-traitement. Le but de cette thèse sera donc d'étudier l'écoulement en espace confiné en utilisant un montage expérimental original sur la base des technologies de microscopie à force atomique.