Fabrication de solides mous via l'assemblage de colloïdes assisté par cisaillement – MS3AC

De nombreux matériaux solides issus de l’industrie tels que les produits alimentaires et certains matériaux de construction sont obtenus à partir de précurseurs viscoélastiques mous. En pratique, le contrôle des propriétés de ces précurseurs mous est essentiel pour contrôler les propriétés terminales du matériau durci correspondant. Ces précurseurs sont des gels colloïdaux (GCs), composés de sous-unités telles que des particules et des polymères, dont l'interaction attractive et la fraction volumique contrôlent leurs propriétés macroscopiques. Récemment, il a été démontré que les propriétés des GCs pouvaient être modifiés par un cisaillement modéré. Celui-ci déclenche la croissance d'une certaine anisotropie structurelle par la rupture sélective des liaisons les plus faibles et l'agrégation de colloïdes. À l'arrêt de l'écoulement, toute anisotropie structurelle développée sous cisaillement est figée dans la microstructure du GC, ce qui impacte ses propriétés mécaniques macroscopiques. Cependant, une compréhension fondamentale de l'interaction subtile entre l'histoire du cisaillement, l'anisotropie microstructurale et le renfort des propriétés viscoélastiques des gels fait toujours défaut. Dans ce projet, nous déterminerons expérimentalement les principes physiques qui régissent l'assemblage de GCs assisté par cisaillement et l'impact qui en résulte sur leur microstructure et leurs propriétés viscoélastiques. Nous utiliserons la rhéométrie, la microindentation, la diffusion de la lumière et la RMN à bas champ pour étudier deux types de systèmes sensibles au cisaillement : (i) les gels qui se forment spontanément en raison des interactions attractives entre leurs constituants et (ii) les gels induits par le cisaillement formés par la floculation irréversible de colloïdes via un pontage polymère. Le but ultime du projet sera de concevoir des protocoles de cisaillement dépendant du temps pour fabriquer des précurseurs mous aux propriétés contrôlées.