suspensions de capsules souples – SOCA

La compartimentation est un moyen efficace de protéger, transporter et délivrer des molécules d'intérêt et d'élaborer des matériaux multiphasiques innovants. Un exemple remarquable est la microcapsule, µCP, une gouttelette délimitée par une coque viscoélastique. Durant leur fabrication et dans de nombreuses applications, les µCPs s'écoulent sous forme de suspensions concetrées. Leur comportement est aujourd'hui largement méconnu et leur utilisation relève plus du savoir-faire que d'une connaissance approfondie des mécanismes interfaciaux impliqués.
Par une approche multidisciplinaire associant la chimie des polymères, la physique expérimentale des µCPs et les simulations numériques, SOCA étudiera la rhéologie des suspensions de µCPs et leur structure sous écoulement. Le point clé est le rôle joué par la déformabilitité de la coque qui peut atteindre plus de 100 % sans plasticité contrairement aux particules solides. SOCA vise l'étude fondamentale et approfondie de la viscosité des suspensions en fonction de la fraction volumique des µCPs jusqu'à la transition de blocage avec des interactions locales variées et contrôlées (friction et forces colloïdales) et dans une large gamme de contraintes visqueuses. Pour mieux comprendre la structure hors équilibre et sa dynamique, SOCA étudiera le profil de densité des suspensions s'écoulant dans des conduites et les variations de formes en suivant des µCPs marquées par fluorescence.
Pour atteindre ces objectifs, SOCA développera une bibliothèque de µCPs sur mesure avec des paramètres structurels contrôlés (diamètre, dispersion, rugosité des µCPs et structure chimique, épaisseur de la coquille) et des propriétés pertinentes (Tg, densité de réticulation, enchevêtrement, friction/adhésion et propriétés élastiques de la coquille). Les simulations numériques permettront de tester les modèles de forces locales par une comparaison avec les résultats expérimentaux tout en visitant l'ensemble de l'espace des paramètres.