Nikos Burger (Eindhoven University) présentera un séminaire intitulé : influence des champs externes et de l’architecture des particules sur la rhéologie et la structure des colloïdes (mous) et des réseaux polymères associés
Comprendre comment la structure microscopique régit la rhéologie macroscopique des matériaux mous et complexes est essentiel tant pour l’étude fondamentale des systèmes hors d’équilibre que pour la conception de formulations avancées. Dans cet exposé, je discuterai des relations entre structure et rhéologie à travers un large éventail de systèmes, allant des polymères auto-assemblés et réseaux d’argiles organophiles aux microgels à très faible taux de réticulation.
En combinant la rhéologie de cisaillement avec la diffusion dynamique de la lumière, la microrhéologie passive et la diffusion des rayons X, nous étudions comment les conditions thermodynamiques, l’historique de cisaillement et l’architecture interne des particules contrôlent la viscoélasticité, le seuil d’écoulement, la relaxation et le blocage dynamique.
Dans les systèmes auto-assemblés, la pression constitue un paramètre de contrôle thermodynamique supplémentaire qui modifie l’association moléculaire et la relaxation. L’augmentation de la pression peut accélérer la gélification et stabiliser les structures moléculaires, tout en ralentissant la relaxation terminale et en favorisant des états viscoélastiques enchevêtrés. Dans les dispersions d’argiles organophiles et les boues de forage, la morphologie des particules, la composition, les conditions de mise en œuvre, la pression, la température et l’historique de cisaillement offrent des voies complémentaires pour moduler la formation des gels, le seuil d’écoulement, la viscosité et le vieillissement. Les microgels à très faible taux de réticulation démontrent en outre que l’architecture interne des particules peut fortement influencer la dynamique : les modifications de la structure des particules induites par la température peuvent entraîner une transition d’un comportement de type polymère vers un verre colloïdal répulsif, alors même que la fraction volumique effective diminue.
Prises ensemble, ces études démontrent que la rhéologie des colloïdes mous ne peut être comprise uniquement en termes de concentration ou d’interactions interparticulaires. Au contraire, le comportement mécanique macroscopique émerge de l’interaction entre l’architecture moléculaire et particulaire et les interactions interparticulaires. Cette perspective unifiée fournit un cadre pour relier la structure et la dynamique microscopiques aux propriétés mécaniques macroscopiques, et pour développer des stratégies visant à comprendre et à contrôler le comportement des matériaux mous complexes.