Mise au point d'un nanorhéomètre : Application à l'étude du confinement de polymères adsorbés ou greffés sur une surface inorganique

Overview & Synopsis

La conformation et la dynamique des macromolécules en contact avec la surface joue un rôle prépondérant dans le comportement macroscopique. Des modèles théoriques ont été proposés pour expliquer cette conformation et leurs forces statiques ou dynamiques mais la vérification de ces modèles nécessite de mettre en œuvre des techniques de caractérisation pointues. Pour caractériser le comportement dynamique de cette couche d'interface, le laboratoire s'est doté d'un nanoindenteur commercial pour le transformer en machine de forces de surface et ainsi pouvoir effectuer la spectrométrie mécanique d'un fluide confiné entre une sphère et un plan à des distances nanométriques. Ce dispositif expérimental original peut donc être considéré comme un nanorhéomètre. Il permet de caractériser les forces élémentaires d'adhésion ou hydrodynamiques lors du confinement. Cette mise au point a été réalisée en étudiant le comportement de trois polymères fondus adsorbés sur les surfaces. Deux surfaces greffées de poly-n-butylacrylate synthétisées au laboratoire ont été caractérisées et constituent le début d'une étude des brosses de polymère. Divers comportements du polymère confiné ont été dégagés lors de cette étude : la variation de la mobilité moléculaire du fluide viscoélastique, l'apparition d'un plateau élastique lors de l'interpénétration des couches de surface, et le glissement des macromolécules à l'interface sous l'effet de la contrainte appliquée. La comparaison des résultats expérimentaux avec des études antérieures sur ces différents comportements sera faite, qu'elles soient théoriques ou expérimentales.