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Séance de cours

Phénomènes d'adsorption: Physi- vs. Chemisorption

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 traite des différences entre la physisorption et la chimisorption, en se concentrant sur l'origine de l'interaction, la force, l'enthalpie, l'équilibre, la spécificité et la dépendance à la température. Il couvre également les isothermes d'adsorption de gaz, l'isotherme de Langmuir et l'effet de la température sur l'adsorption. Les hypothèses de l'isotherme de Langmuir et la dérivation de l'équation sont expliquées, ainsi que les modèles et les questions importantes liées à l'adsorption.

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Enseignant·e·s (2)

Giovanni Boero

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.

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Concepts associés (32)

Adsorption

En chimie, l’adsorption est un phénomène de surface par lequel des atomes, des ions ou des molécules - des adsorbats - se fixent sur une surface solide - l'adsorbant - depuis une phase gazeuse, liquide ou une solution solide. Dans le cas d'un atome adsorbé, on parle d'adatome. Ce phénomène est différent de l'absorption, par lequel un fluide ou le composant d'une solution solide rentre dans le volume d'une autre phase liquide ou solide, mais les deux effets sont similaires et sont facilement (et à tort) confondus, notamment dans des applications pour le grand public.

Langmuir adsorption model

The Langmuir adsorption model explains adsorption by assuming an adsorbate behaves as an ideal gas at isothermal conditions. According to the model, adsorption and desorption are reversible processes. This model even explains the effect of pressure i.e. at these conditions the adsorbate's partial pressure, , is related to the volume of it, V, adsorbed onto a solid adsorbent. The adsorbent, as indicated in the figure, is assumed to be an ideal solid surface composed of a series of distinct sites capable of binding the adsorbate.

Chemisorption

Chemisorption is a kind of adsorption which involves a chemical reaction between the surface and the adsorbate. New chemical bonds are generated at the adsorbent surface. Examples include macroscopic phenomena that can be very obvious, like corrosion, and subtler effects associated with heterogeneous catalysis, where the catalyst and reactants are in different phases. The strong interaction between the adsorbate and the substrate surface creates new types of electronic bonds.

Force de van der Waals

vignette|Tête et pattes avant d'un Gecko (espèce non précisée, queue en forme de feuille) En physique et en chimie, une force de van der Waals, interaction de van der Waals ou liaison de van der Waals est un potentiel interatomique dû à une interaction électrique de faible intensité entre deux atomes ou molécules, ou entre une molécule et un cristal. Elle représente la moyenne statistique de toutes les configurations possibles pour l'interaction, pondérées par leur probabilité à l'équilibre thermodynamique.

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.

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Séances de cours associées (35)

Bonds chimiques: Types et propriétés

Couvre différents types de liaisons atomiques et moléculaires et leurs effets sur les propriétés des matériaux, y compris les liaisons ioniques, covalentes, métalliques et intermoléculaires.

Adsorption et chimisorption

Explore la chimisorption, la catalyse et l'adsorption sur les surfaces solides, y compris les différences d'énergie et la formation de liaisons.

Géométrie moléculaire et hybridation

Explore la géométrie moléculaire, l'hybridation, les moments dipolaires et les forces intermoléculaires dans les composés chimiques.

Introduction à la catalyse II

Introduit les bases de la catalyse, couvrant la rupture de liaison chimique, la théorie de l'orbitale moléculaire, la liaison métallique, l'adsorption et la cinétique de réaction.

Adsorption à l'interface gaz/solide

Couvre l'adsorption à l'interface gaz/solide, y compris la physorption, la chimisorption et la manipulation des atomes de Xénon à l'aide de la STM.

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Concepts associés (32)

Adsorption

Langmuir adsorption model

Chemisorption

Force de van der Waals

Science des surfaces

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