Préface. Cet ouvrage fait suite à l’Ecole thématique Neutrons et Matière Molle qui s’est déroulé du 23 au 27 mai 2009 sous le soleil de la Grande Motte, dans le cadre des Ecoles d’été organisée chaque année par la Société Française de neutronique. L’objectif de cette Ecole était de présenter les techniques de diffusion neutronique à la communauté scientifique de la matière molle, une communauté large aux contours flous formée de physiciens, chimistes et biologistes. Le but était de montrer les atouts importants et spécifiques des neutrons pour les problématiques scientifiques de la matière molle (substitution isotopique, variation de contraste, dynamique de l’hydrogène, mesures non destructives…) afin d’attirer de nouveaux utilisateurs dans le domaine et de transformer ces néophytes en neutroniciens chevronnés. Le programme de l’Ecole s’est donc articulé autour d’un corpus de cours de base sur les propriétés des neutrons et les techniques de diffusion neutronique les plus utiles pour la matière molle (diffusion de neutrons aux petits angles, réflectivité de neutrons, temps de vol, spin-écho), illustré par des cours sur des sujets de recherche actuels pour lesquels les neutrons, en complément d’autres techniques, ont permis des avancées importantes ces dernières années. Le présent recueil s’en fait donc l’écho et le Lecteur pourra trouver aussi bien des cours d’introduction que des cours dédiés à des problématiques précises. Nous espérons ainsi que, depuis le stagiaire de mastère jusqu’à l’utilisateur patenté, chacun trouvera la réponse à la question qu’il se pose. Ce recueil est écrit en langue française. C’est un choix délibéré parce que nous pensons qu’il est important d’avoir des ouvrages de référence dans notre langue, certains scientifiques, souvent parmi les plus jeunes, étant parfois moins familiers avec la langue de Shakespeare qu’avec celle de Molière. Cet ouvrage n’a pas pour vocation de remplacer les ouvrages de référence déjà existant, puisque les techniques neutroniques sont bien établies, mais de présenter ces techniques avec la vision du scientifique de la matière molle. Il complète en ce sens parfaitement la collection SFN qui couvre maintenant pratiquement l’ensemble des thématiques de la diffusion neutronique. Il y a donc nécessairement des recoupements avec certains des ouvrages de cette collection dédiées à des thématiques proches (par exemple Surfaces, Interfaces, Milieux Confinés par Diffusion de Neutrons ou Neutrons et Biologie). Nous incitons donc le Lecteur à se référer aux ouvrages de cette collection s’il désire approfondir certains points, non traités dans le présent recueil ou de façon trop elliptique, car nous sommes surs qu’il y trouvera son bonheur ! Enfin, nous voulons rappeler que cette Ecole n’est pas la première consacrée au domaine, puisqu’il a déjà été organisé une école thématique axée sur La Diffusion aux Petits Angles en 1998 à Albé, par Jean-Pierre Cotton, un des pères fondateurs de l’utilisation de la technique pour l’étude des polymères, et Frédéric Nallet, qui nous a fait l’honneur de bien vouloir faire un cours d’introduction lors de « notre » Ecole. Cette école d’Albé fut un succès et parmi, les nombreux jeunes élèves présents à Albé, certains furent de brillants orateurs dix ans plus tard à la Grande Motte. Le nombre important de jeunes participants à la Grande Motte montre que la technique n’a absolument rien perdu de son attrait. Le dernier chapitre de ce recueil présente d’ailleurs les principales évolutions techniques qui se sont développées entre les deux écoles et qui permettent de faire des expériences dont on n'aurait osé rêver il y a vingt ans. Nous espérons que le flambeau va de nouveau se transmettre et que des élèves de la Grande Motte nous présenterons l’intérêt non démenti des neutrons pour la matière molle au cours d’une future Ecole qui pourrait s’intituler Neutrons et nanosystèmes intelligents. Et pourquoi pas à la Guadeloupe... Bonne lecture !

Self-assembly of DNA-polymer hybrids

We have studied the solubilization behaviour of tributylphosphate (TBP) in aqueous solutions of L64-Pluronics, using light and small angle neutron scattering (SANS). Varying the temperature and the oil-content, the system presents a non trivial phase behaviour. In particular, at 308K, a first solubilization followed by an emulsification failure and a resolubilization is found. We have measured the microstructure by SANS and characterized the microemulsion droplet core-size, corona-thickness, polydispersity, and interactions. It is shown that at low oil content, the system is made of small swollen micelles. After the phase separation, the resolubilization is carried by larger oil droplets decorated by copolymer. From specific surface measurements at large angles, a surprising change in surfactant conformation is found to accompany this morphological evolution which is also supported by previous results obtained from 1H NMR experiments. In independent measurements, our structural modelling is confirmed using contrast-variation SANS.

The effect of silica nanoparticles on transient microemulsion networks made of microemulsion droplets and telechelic copolymer molecules in water is studied, as a function of droplet size and concentration, amount of copolymer, and nanoparticle volume fraction. The phase diagram is found to be affected, and in particular the percolation threshold characterized by rheology is shifted upon addition of nanoparticles, suggesting participation of the particles in the network. This leads to a peculiar reinforcement behaviour of such microemulsion nanocomposites, the silica influencing both the modulus and the relaxation time. The reinforcement is modelled based on nanoparticles connected to the network via droplet adsorption. Contrast-variation Small Angle Neutron Scattering coupled to a reverse Monte Carlo approach is used to analyse the microstructure. The rather surprising intensity curves are shown to be in good agreement with the adsorption of droplets on the nanoparticle surface.