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Etude par XPCS de la dynamique de systèmes de la matière molle

Andrei Fluerasu — ESRF, Grenoble

publié le , mis à jour le

La diffraction des rayons X cohérents,
technique connue aussi comme spectroscopie de corrélation de rayons X (X-Ray Photon Correlation Spectroscopy, XPCS) est une méthode expérimentale relativement récente,
similaire à la diffusion dynamique de la lumière (Dynamic Light Scattering, DLS),
et disponible dans les installations
de rayonnement synchrotron de 3ème génération.

Dans cette présentation, je vais faire une brève introduction à l’XPCS pour me concentrer
ensuite sur deux applications orientées vers l’étude de la dynamique aux échelles
mésoscopiques dans des systèmes de la matière molle.

- XPCS dans des systèmes microfluidiques :
Dans cette étude, on a développé une méthode expérimentale qui combine XPCS
et la microfluidique, pour mesurer la dynamique des échantillons liquides sous
écoulement. Le but principal de ces recherches est d’utiliser des cellules
d’écoulement adaptées aux mesures en rayons X afin d’éviter la destruction de
l’échantillon par le faisceau, et d’appliquer cette technique à l’étude de la
dynamique collective dans les suspensions de protéines et autres bio-polymères.
Des résultats expérimentaux récents, effectués sur des suspensions colloïdales
en écoulement à travers des cellules fabriquées dans nos laboratoires, prouvent
que cette technique est possible, et qu’il est possible de découpler la
dynamique pertinente dans l’échantillon des réponses induites par l’écoulement.

- XPCS dans des systèmes hors-équilibre : verres et gels
Je vais présenter des résultats récents sur la dynamique lente et les
phénomènes de vieillissement dans des gels transitoires formés par des
mélanges de colloïdes et de polymères. Nos études mettent en évidence une
dynamique collective avec un fort caractère hyper-diffusive (jamming).

Avant de conclure, je vais présenter quelques projets pour l’avenir, concernant des
études par XPCS et microfluidique sur des phénomènes dynamiques dans
des systèmes de la matière molle hors-équilibre. Ces projets font l’objet
d’une possible collaboration entre les groupes de recherche du LOF et de l’ESRF.

- site d’Andrei Fluerasu
- site de l’ESRF