Séance de cours

Nanoparticules: Systèmes colloïdaux et stabilisation des particules

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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 couvre les propriétés des nanoparticules, des colloïdes et des matériaux mous, en se concentrant sur le mouvement des particules, les forces dans les dispersions colloïdales et les mécanismes de stabilisation tels que la stabilisation électrostatique et stérique. Il discute également de l'influence des ions sur le potentiel zêta, les interactions DLVO, et l'épaisseur de la brosse polymère pour la stabilisation stérique. La présentation comprend des exemples pratiques de colloïdes dans la vie quotidienne et l'assemblage de particules en cristaux colloïdaux.

Enseignant·e·s (2)

Harm-Anton Klok

Expertise Polymer design at nanoscaleBiologically-inspired polymers Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Nicola Carrara, Berlind Vosberg, Maja Lopandic, Sneha Cheriyamparambil, Thanh Thi Hà Lê, Suqiu Jiang, Adam William Woodhouse, Kunita Numabe A dirigé les thèses EPFL de Stefano Tugulu, Markus Scholl, Harald Nuhn, Nadja Franz, Raphaël Barbey, Bojana Portmann, Maarten Danial, Dusko Paripovic, Sanhao Ji, Nicolas Bertrand Schüwer, Zuzana Kadlecova, Görçin Görkem Sahin Kurtuldu, Caroline Sugnaux, Sole

Esther Amstad

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Reece Carolann Whatmore, Marc Elies Grädel, François Raphaël Rivat, Rocio Garcia Montero, Robin Michel Studer, Brian David Ridenour, Harsha Koganti, Zoubeir Saraw, Louisa Rinaldi, Greta Cocchi, Gaia Dupont A dirigé les thèses EPFL de Antoine Claude Jean Vian, Huachuan Du, Gianluca Etienne, Mathias Steinacher, Efe Armagan, Alvaro Lino Boris Charlet, Michael David Kessler, Aysu Ceren Okur, Matteo Hirsch, Chuen-Ru Li, Pauline Camille Charlotte Pradal, Gaia De Angel

Source officielle

Concepts associés (25)

Colloïde

vignette|Le lait est une suspension colloïdale de globules gras dans l'eau. Les colloïdes sont définis internationalement, par l'International Union of Pure and Applied Chemistry, comme des "systèmes colloïdaux", avec la définition suivante : Le terme désigne un état de subdivision, avec des molécules ou des particules polymoléculaires dispersées dans un milieu et dont la taille, au moins dans une direction, est entre 1 nanomètre et 1 micromètre, ou avec des discontinuités à des distances de cet ordre de grandeur.

DLVO theory

The DLVO theory (named after Boris Derjaguin and Lev Landau, Evert Verwey and Theodoor Overbeek) explains the aggregation and kinetic stability of aqueous dispersions quantitatively and describes the force between charged surfaces interacting through a liquid medium. It combines the effects of the van der Waals attraction and the electrostatic repulsion due to the so-called double layer of counterions.

Interface and colloid science

Interface and colloid science is an interdisciplinary intersection of branches of chemistry, physics, nanoscience and other fields dealing with colloids, heterogeneous systems consisting of a mechanical mixture of particles between 1 nm and 1000 nm dispersed in a continuous medium. A colloidal solution is a heterogeneous mixture in which the particle size of the substance is intermediate between a true solution and a suspension, i.e. between 1–1000 nm. Smoke from a fire is an example of a colloidal system in which tiny particles of solid float in air.

Nanoparticule

Une nanoparticule est selon la norme ISO TS/27687 un nano-objet dont les trois dimensions sont à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire une particule dont le diamètre nominal est inférieur à environ. D'autres définitions évoquent un assemblage d'atomes dont au moins une des dimensions se situe à l'échelle nanométrique (ce qui correspond au « nano-objet » tel que défini par la norme ISO précitée) ou insistent sur leurs propriétés nouvelles (dues au confinement quantique et à leur surface spécifique) qui n'apparaissent que pour des tailles de moins d'une centaine de nanomètres.

Potentiel zêta

vignette|350px|Concentration ionique et différence de potentiel en fonction de la distance à la surface d'une particule en solution. Le potentiel zêta (ou potentiel électrocinétique zêta) représente la différence de potentiel entre la surface de la particule, recouverte d’ions opposés et solidement fixés, et le point de neutralité. Le potentiel zêta est un bon indicateur des interactions entre particules et donc de la stabilité des colloïdes tels que les émulsions (selon la théorie DLVO développée par Boris Derjaguin, Lev Landau, Evert Verwey et Theodoor Overbeek en 1940 qui propose que la stabilité des particules en suspension dépend d’un potentiel d’interaction total).

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