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Séance de cours

Tension de surface: Adhérence & Cohésion

Dans cours

MICRO-530: Nanotechnology

This course gives the basics for understanding nanotechnology from an engineer's perspective: physical background, materials aspects and scaling laws, fabrication and imaging of nanoscale devices. ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts de tension superficielle, d'adhésion, de cohésion et de forces intermoléculaires. Il explique comment l'énergie de surface d'une substance est liée à sa chaleur latente et à son point d'ébullition, avec des exemples allant des métaux aux liquides comme l'eau et le mercure. La séance de cours se penche également sur le travail d'adhésion et de cohésion, détaillant le travail réversible effectué pour séparer deux surfaces ou supports dans le vide. De plus, il discute de l'angle de contact, des énergies de surface de différents matériaux et de l'équation de Young, qui régit l'état d'équilibre des surfaces liquide-vapeur et liquide-solide.

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Enseignant·e·s (2)

Jürgen Brugger

I am a Professor of Microengineering and co-affiliated to Materials Science. Before joining EPFL I was at the MESA Research Institute of Nanotechnology at the University of Twente in the Netherlands, at the IBM Zurich Research Laboratory, and at the Hitachi Central Research Laboratory, in Tokyo, Japan. I received a Master in Physical-Electronics and a PhD degree from Neuchâtel University, Switzerland. Research in my laboratory focuses on various aspects of MEMS and Nanotechnology. My group contributes to the field at the fundamental level as well as in technological development, as demonstrated by the start-ups that spun off from the lab. In our research, key competences are in micro/nanofabrication, additive micro-manufacturing, new materials for MEMS, increasingly for wearable and biomedical applications. Together with my students and colleagues we published over 200 peer-refereed papers and I had the pleasure to supervise over 25 PhD students. Former students and postdocs have been successful in receiving awards and starting their own scientific careers. I am honoured for the appointment in 2016 as Fellow of the IEEE “For contributions to micro and nano manufacturing technology”. In 2017 my lab was awarded an ERC AdvG in the field of advanced micro-manufacturing.

Giovanni Boero

Source officielle

Concepts associés (32)

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.

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.

Adhésion

En physique et en mécanique, l’adhésion est l’ensemble des phénomènes physico-chimiques qui se produisent lorsque l’on met en contact intime deux matériaux, dans le but de créer une résistance mécanique à la séparation. Une fois le contact établi, l’énergie nécessaire pour réaliser la séparation s’appelle énergie d’adhésion (énergie par unité de surface). Elle ne doit pas être confondue avec l’adhérence, qui est au contraire la force (par unité de surface) nécessaire pour réaliser cette même séparation.

Science des surfaces

La science des surfaces est une section de la science des matériaux consacrée à l'étude des phénomènes physiques et chimiques qui se produisent à l' entre deux phases ou entre une phase et le vide. Les propriétés de la matière en surface sont en effet distinctes de celles du cœur des matériaux (bulk). Par exemple, la coordinence des atomes en surface est inférieure à celle des atomes du reste du matériau ce qui induit une réactivité particulière de ces derniers.

Métal

En chimie, les métaux sont des matériaux dont les atomes sont unis par des liaisons métalliques. Il s'agit de corps simples ou d'alliages le plus souvent durs, opaques, brillants, bons conducteurs de la chaleur et de l'électricité. Ils sont généralement malléables, c'est-à-dire qu'ils peuvent être martelés ou pressés pour leur faire changer de forme sans les fissurer, ni les briser. De nombreuses substances qui ne sont pas classées comme métalliques à pression atmosphérique peuvent acquérir des propriétés métalliques lorsqu'elles sont soumises à des pressions élevées.

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Séances de cours associées (30)

Eau : propriétés et importance

Explore les propriétés et l'importance de l'eau, y compris ses caractéristiques physiques, électriques et chimiques, en mettant l'accent sur son rôle vital dans la vie et l'environnement.

Métaux et alliages : propriétés et production

Couvre les courbes stress-déformation, les modules spécifiques et l'empreinte énergétique de la production de métaux.

Chimie interfaciale: introduction et importance

Couvre les bases de la chimie interfaciale, y compris les émulsions, la tension superficielle et l'importance des interfaces dans diverses applications.

Métaux et alliages : microstructures et transformations

Explore les métaux et les alliages, en se concentrant sur les microstructures, les transformations, les empreintes énergétiques et les processus d'extraction.

Extraction liquide-liquide : principes et applications

Couvre les principes de l'extraction liquide-liquide, y compris la sélection des solvants et le transfert de masse en opérations continues.

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