Physico-chimie et dynamique des surfaces – Interfaces et films organiques – Films de Langmuir formés par des molécules semi-fluorées

Membres

  • Permanent.e.s : Marie-Claude Fauré, Michel Goldmann

La physique des films de Langmuir semblait comprise depuis la publication du diagramme de phase générique décrivant toutes les phases observées avec des molécules « simples ». Or, on observe que l’introduction d’un bloc fluoré lié à la chaîne hydrogénée induit des modifications drastiques de l’auto-assemblage 2D avec la formation de grands nano-domaines qui cristallisent dans un réseau hexagonal d’environ 30 nm de paramètre. En considérant toutes les interactions, nous parvenons à retrouver cette structure auto-assemblée en simulations M.D.. Nous avons également observé que la première monocouche conserve cette structure cristalline même au-delà de la pression de collapse, ce qui montre une surprenante non-coalescence des nano-domaines. Nous avons démontré par des mesures AFM et GISAXS sur une surface liquide que cela résulte de la présence de molécules situées entre ces domaines. La stabilité de ces molécules couchées résulte probablement de l’interaction du dipôle à la jonction des blocs fluorés-hydrogénés avec la surface de l’eau.

Légende : Carte d’intensité GISAXS du réseau hexagonal. Les points rouges sont expérimentaux. La ligne blanche est la ligne simulée avec un modèle de cônes simples (représentant des domaines de molécules droites) et la ligne noire est la ligne simulée avec des cônes entourés d’une couronne (représentant des molécules couchées).

 

Collaborations

  • P. Fontaine (Synchrotron SOLEIL, Gif/Yvette France
  • E. Filipe (Instituto Superior Tecnico- Lisbonne Portugal)

 

Thèses soutenues

  • Lisa Bardin, « Monocouches d’alcanes semi-fluorés ». Soutenance : janvier 2010

 

Publications

  • Lisa Bardin, Marie-Claude Fauré, Eduardo J. M. Filipe, Philippe Fontaine, Michel Goldmann. Highly organized crystalline monolayer of a semi-fluorinated alkane on a solid substrate obtained by spin-coating. Thin Solid Films, Elsevier, 2010, 519 (1), pp.414-416. ⟨10.1016/j.tsf.2010.07.065⟩. ⟨hal-01239035⟩
  • Lisa Bardin, Marie-Claude Fauré, Denis Limagne, Corinne Chevallard, Oleg Konovalov, Eduardo J. M. Filipe, Gilles Waton, Marie Pierre Krafft, Michel Goldmann, Philippe Fontaine ”Long Range Nanometer Scale Organization of Semi-Fluorinated Alkane Monolayers at the Air/Water Interface”, Langmuir , 2011, 27, 13497-23505. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/la201802x
  • Philippe Fontaine, Marie-Claude Fauré, Lisa Bardin, Eduardo J. M. Filipe and Michel Goldmann “Evidence for Interaction with the Water Subphase As the Origin and Stabilization of Nano-Domain in Semi-Fluorinated Alkanes Monolayer at the Air/Water Interface”Langmuir2014, 30, 15193−15199. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/la5038124
  • M. C. Silva, P. Morgado, P. Lourenço, M. Goldmann and E. J. M. Filipe “Self-assembled hemimicelles of perfluoroalkylalkane surfactants : Spontaneous formation and structure by molecular dynamics simulations” PNAS 2019, 116 (30), 14868-14873. https://www.pnas.org/content/116/30/14868