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Cascades d’effets induits par la lumière aux interface liquides. Du photo-surfactant à la mousse

Eloïse Chevallier, LOF

par Salmon Jean-Baptiste - publié le , mis à jour le

Nous proposons ici un nouveau système, une mousse stimulable par la lumière : un stimulus UV permet de déclencher une déstabilisation rapide et locale d ??une mousse pourtant stable à la lumière ambiante.

Cette mousse est constituée d ??un tensio-actif photo-stimulable synthétisé au laboratoire. Sa queue hydrophobe, contenant un groupe azobenzène, change de conformation de façon réversible par application de stimulus UV et bleu. Tout d ??abord, cette étude prouve que les deux formes isomères du tensio-actif (cis et trans) ont une affinité très différente pour l ??interface eau-air. On démontre qu ??alors le stimulus lumineux génère un flux de désorption de tensio-actifs à l ??interface. Ce flux à l ??échelle moléculaire se répercute ensuite à toutes les échelles de la mousse photo-stimulée :

1. Sur une interface eau-air, le stimulus modifie fortement l ??adsorption du tensioactif. Ainsi la tension de surface peut être finement contrôlée par l ??intensité lumineuse.

2. Sur un film de savon mince (épaisseur h<100nm), les interactions électrostatiques sont modifiées par le stimulus en quelques secondes. Ainsi l ??épaisseur du film devient instable et apparaissent des objets que l ??on caractérise.

3. Enfin, dans un réseau de quelques films de savon, des écoulements de Marangoni s ??avèrent assez importants pour s ??opposer au drainage des films. Leur dynamique est déterminée par les flux de désorption des tensio-actifs et contrôlée par l ??intensité.

4. Finalement, la description des flux à ces différentes échelles permet de discuter de la déstabilisation rapide à l ??échelle de la mousse, mais également de mieux comprendre le ralentissement local du drainage observé sous UV.

Ainsi l ??étude des flux photo-induits s ??avèrent cruciaux pour comprendre la dynamique des effets macroscopiques observés dans le cas des mousses photo-stimulables, et des interfaces liquides en général.