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Séance de cours

Cristaux liquides: Structure et propriétés

Dans cours

MSE-425: Soft matter

The first part of the course is devoted to the self-assembly of molecules. In the second part we discuss basic physical chemical principles of polymers in solutions, at interfaces, and in bulk. Finally, we look at colloids and emulsions. ...

Description

Cette séance de cours introduit le concept de cristaux liquides, couvrant leur formation en solution, différentes phases, et des exemples de molécules qui les forment. Il explore également la formation et la structure des micelles, les propriétés des molécules amphiphiles et le rôle de la tension de surface dans les fluides. On discute de la mesure de la tension de surface à l'aide de différentes méthodes et de l'isotherme d'adsorption de Gibbs pour les systèmes à deux composants.

Enseignant·e·s (2)

Esther Amstad

Esther Amstad studied material science at ETH in Zurich. She also carried out her PhD thesis at the same University under the supervision of Prof. Marcus Textor; for her thesis, she worked on the surface modification and steric stabilization of oxide nanoparticles. As a postdoctoral fellow, she joined the experimental condensed soft matter group of David A. Weitz at Harvard University where she used droplet based microfluidics to assemble different types of functional micro- and nanomaterials. In addition, she developped new microfluidic devices that enable the production of very small, airborne drops as well as devices that produce highly monodisperse emulsion drops at a very high throughput. In June 2014, Esther joined the material science department (IMX) of EPFL where she is leading the Soft Materials Laboratory (SMAL).

Harm-Anton Klok

Source officielle

Concepts associés (21)

Tension superficielle

vignette|et aux gerridés de se déplacer à la surface d'une mare. La tension superficielle est un phénomène physico-chimique lié aux interactions moléculaires d'un fluide. Elle résulte de l'augmentation de l'énergie à l'interface entre deux fluides. Le système tend vers un équilibre qui correspond à la configuration de plus basse énergie, il modifie donc sa géométrie pour diminuer l'aire de cette interface. La force qui maintient le système dans cette configuration est la tension superficielle.

Amphiphile

Une espèce chimique (que ce soit une molécule ou un ion) est dite amphilyophile, amphiphile, amphipathique ou bien amphipolaire lorsqu'elle possède à la fois un groupe hydrophile et un groupe hydrophobe. Le groupe hydrophobe est généralement une longue chaîne carbonée de la forme : CH3(CH2)n, avec n compris entre 4 et 16.

Micelle

Une micelle (nom féminin dérivé du nom latin mica, signifiant « parcelle ») est un agrégat sphéroïdal de molécules amphiphiles, c'est-à-dire de molécules possédant une chaîne hydrophile (tête polaire) dirigée vers le solvant et une chaîne hydrophobe (queue) dirigée vers l'intérieur. Une micelle mesure de 0,001 à 0,300 micromètre. L'hydrophobie des chaînes entraîne le regroupement des molécules et la mise en place de structures sphériques ou cylindriques visant à éliminer le solvant.

Densité surfacique d'énergie

La densité surfacique d'énergie ou énergie surfacique, voire densité énergétique (quand le contexte surfacique est clair), est la quantité d’énergie par une unité de surface. Dans le Système international elle se mesure en J/m (joules par mètre carré). Dans un contexte industriel on l'exprime souvent en kWh/m (kilowatts-heures par mètre carré). Cette grandeur physique est principalement utilisée dans l'étude physique des interfaces entre liquides non miscibles, ou entre liquide et gaz, où elle caractérise l'énergie nécessaire à former une interface d'une certaine surface.

Concentration micellaire critique

En chimie, la concentration micellaire critique (CMC) est la concentration en tensioactif dans un milieu au-dessus de laquelle des micelles se forment spontanément, dans un modèle d'association fermé. C'est une caractéristique importante d'un tensioactif pur en solution. La propriété principale des tensioactifs est de pouvoir s'auto-organiser. Cette tendance est d'habitude caractérisée par la concentration micellaire critique (CMC). En dessous de la CMC, le tensioactif forme une couche en surface du liquide et le reste est dispersé dans la solution.

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