Equipe
- Membre permanent : Reinhard Hölher
Les bulles ou gouttelettes monodisperses en suspension dans l’eau s’auto-organisent spontanément en structures cristallines cubiques à faces centrées ou cubique à corps centrées, selon la fraction liquide. La solidification de ces structures par une réaction chimique permet d’obtenir des matériaux légers et très souples. Il a été démontré que pour les mêmes constituants et la même fraction volumique d’air, on pourrait obtenir des matériaux beaucoup plus rigides pour d’autres microstructures ordonnées. L’exemple le plus simple est un simple empilement cubique, pour lequel on s’attend à un renforcement de la rigidité suivant l’axe de symétrie 4. quadruple. Cependant, pour les interactions de bulles répulsives, ces mousses sont instables.
Nos simulations montrent dans quelles conditions l’introduction d’une interaction attractive contrôlée entre les bulles (quantifiée par un angle de contact) stabilise les empilements cubiques simples, et donne naissance à d’autres nouvelles structures comme illustré ci-dessous. Une attraction contrôlée peut être induite en modifiant chimiquement la solution moussante. L’objectif de nos recherches en cours est d’obtenir de telles mousses de manière expérimentale, via un processus d’auto-organisation. La perspective à long terme de ce travail est d’identifier une voie pour la fabrication de nouveaux matériaux à haute rigidité et à faible densité.
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| Légende : Contact adhésif entre deux bulles immergé dans une solution de TTAB/NaCl. | Légende : » Diagramme de phase » montrant les domaines de stabilité des structures en mousse, en fonction de l’adhérence des bulles mesurée par un angle de contact. | Légende : Exemple d’une mousse fcc transformée par une interaction attractive, induisant une instabilité des frontières du plateau ( » PB « ). |
Principales collaborations
- Trinity College Dublin, Denis Weaire, (Stefan Hutzler)
- Institut Charles Sadron, CNRS, Strasbourg, (Wiebke Drenckhan)
