vers une comprehension fine du rhéoépaissessement

Кредит: LPENSL (CNRS / ENS de Lyon)

Les fluides rhéoépaississants sont des suspensions colloïdales характеризирани par une viscosité qui augmente – parfois de façon très abrupte – avec l’intensité du cisaillement auquel on les soumet. Des chercheurs ont montré expérimentalement que si ce phénomène émerge principalmente de la rugosité intrinsèque des colloïdes, il peut être notablyment amplifié par la present de liaisons водород (L’vodorod est un élément chimique de symbole H et de numéro atomicique 1.).

Quel cuisinier (кухни) n’a jamais experiement ce comportement paradoxal et gênant de la Maïzena qui se “refuse” au меланж (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses…) ? Quand la fécule de Маис (Le maïs (също appelé blé d’Inde au Canada) est une plante tropicale…) est en effet fortement concentrée dans de l’eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentielle pour tous les…), la mix devient quasiment solide quand le mouvement de la spatula se fait un peu trop rapide. Ce comportement rhéologique, appelé rhéoépaississement, n’est pourtant pas très courant dans les fluides complexes, où l’on наблюдайте плюс souvent l’обратен (En mathématiques, l’inverse d’un élément x d’un ensemble muni d’une loi de…)дез материали (Un material est une matière d’origine naturalelle ou artificielle que l’homme façonne pour en…) qui se fluidifient sous cisaillement (les peintures quand on les étale par exemple). Cette augmentation de la viscosité de la Maïzena est due aux взаимодействия entre les particules de fécule de maïs qui composent la окачване ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension designée une dispersion de…).

Cependant le scénario microscopique précis associé à cette brusque augmentation de la viscosité reste mal compris, notamente car les particules de fécule presente le double inconvenience d’être insuffisamment характеризиран individualement et de vieillir chimiquement au cours du темп (Le temps est un concept développement par l’être humain pour appréhender le…). Comme ce phénomène se rencontre également dans d’autres types de suspensions colloïdales, très différences chimiquement de la Maïzena, différences origines microscopiques au rhéoépaississement ont été provisés dans la littérature, que des expériences aux résultats parfois contradictoires n’ont pas réussi à départager entième.


Clichés de microscopie électronique à balayage (l’échelle match à 200 nm) montant les deux types de colloïdes utilisés, de gogosité различно (En mathématiques, la différence est defined en théorie algébrique des…) резултат от агрегирането на наночастици от SiO2 от коприна 25 nm (висока) и 10 nm (ниска). Les cercles rouges outreinent certaines de ces nanoparticles primaires. Кредит: LPENSL (CNRS / ENS de Lyon)

Par une nouvelle série d’expériences sur des suspensions de сили (La silica est constituente de dioxide de silicium, un composé chimique qui entre dans la…) pyrogénée (SiO2), de taille et de rugosité contrôlée, une équipe de chercheurs du Laboratoire de телосложение (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la…) l’École Normale Supérieure de Lyon (LPENSL, CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand…) / ENS de Lyon), du laboratoire mixte international CNRS-MIT Многомащабни материали наука (La science (лат. scientia, «познаване») est, d’après le dictionnaire…) за енергия и околна среда (2, CNRS / MIT) et du MIT a quantifié precisely les relative au rhéoépaissessement de la friction mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes…) entre les particules d’une part et de leur взаимодействия physico-chimiques d’autre part.

En comparant le comportement de suspensions de particules plus ou moins rugueuses et de traitement chimique de повърхност (Une surface обозначава като цяло la couche superficielle d’un objet. Le terme a…) променливи (En mathématiques et en logque, une variable est représentée par un symbole. Elle…)mécanique proche du solide.

En variant la proportion de particules en suspension susceptibles de бивши des liaisons hydrogène, les physiciens ont par ailleurs réussi à controller de façon continue l’intensité du rhéoépaississement observéit. Ceci ouvre la voie à de nombreuses applications, par exemple la формулировка (La formulation est une activité industrielle consistent à fabricer des produits…) de ciments aux propriétés rhéologiques mieux contrôlées ou la conception de materiaux malléables et absorbant les chocs comme les gilets pare-balles. Тези резултати са публикувани в изданието Physical Review Research.

Pour obtenir ces résultats, les chercheurs ont effectue des mesures rheologiques sur quatre types de solutions colloidales de silice pyrogénée (nanoparticules de SiO2 agglomérées) dans du полипропилен (Изотактичен полипропилен (или полипропилен), един PP (или PPi) и формула…) гликол, les particules différant par leur rugosité et leur hydrophobicité, mais ayant toutes une taille моен (La moyenne est une mesure statistique характеризиращ les éléments d’un ensemble de…) от 300 нанометра (nm).

Ле контрол (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d’examen, de…) de la rugosité provient du procédé de fabrication des particules de silica, resultante d’une агломерация (Une agglomération est un ensemble urbain qui repose sur la continuité du bâti….) à haute температура (La temperature est une grandeur physique измерена à l’aide d’un thermomètre et…) наночастиците от SiO2 не са тънки (10 и 25 nm в описаните опити) са избрани точно за процеса на производство. Той получава des agrégats aux formes d’autant plus tortueuses que les nanoparticles les composant sont petites (voir figure). Cette tortuosité leur permet de développer une friction significat en cas de contact entre elles, contact dont la durée et donc l’efficacy pour augmenter la viscosité peut en plus être contrôlée en modificant par traitement chimique l’hydrophobicité de leur surface.

Il est intéressant de noter que les résultats obtenues avec ces colloïdes aux formes compliquées ne sont pas bien décrits par les théories actuelles et donc soulèvent un certain Nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre…) de questions fundamentales dont la réponse reste encore à trouver.

Контакти:

– Thibaut Divoux – Chargé de recherche (La recherche scientifique обозначава en premier lieu l’ensemble des action entreprises en vue…)Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon – thibaut.divoux в ens-lyon.fr
Комуникация (La communication concerne aussi bien l’homme (комуникация вътрешно-психическа, междуличностна,…) INP – inp.com на cnrs.fr

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