Mécanique et structure : sonder l'organisation dynamique des tensioactifs aux interfaces – MS-DOS

Les propriétés physiques et chimiques des interfaces fluides couvertes par des espèces telles que des tensioactifs, des protéines ou des particules, jouent un rôle clé dans l'ingénierie alimentaire, les cosmétiques, la conception de matériaux durables ainsi que dans des applications biomédicales. Modifier la nature des tensioactifs ou leur concentration peut changer radicalement les propriétés d’une mousse ou d’un liquide bulleux : vitesse des bulles, coalescence, rhéologie ou stabilité de la mousse... La thermodynamique et la mécanique des surfaces recouvertes de tensioactifs sont étudiées à des échelles macroscopiques ou mésoscopiques, mais ces propriétés dépendent de la structure microscopique de l'interface telles que sa composition chimique ou son organisation moléculaire. Cependant, les caractérisations quantitatives et dynamiques de ces interfaces à cette échelle moléculaire sont limitées, tout comme l’étude de leur impact sur la thermodynamique et la mécanique interfaciale. L'objectif général du projet MS-DOS est de combler cette lacune et d'établir un lien explicite entre l'organisation moléculaire des surfaces liquides recouvertes de tensioactifs, leurs propriétés thermodynamiques et leur réponse mécanique.
Le projet MS-DOS s'appuie sur une technique optique non linéaire sensible à l’organisation et spécifique à la surface, la génération de second harmonique (SHG), qui nous permettra de sonder l'organisation moléculaire des tensioactifs aux interfaces, leur dynamique et leur environnement électrostatique. Ces mesures à l’échelle moléculaire seront complétées par des mesures mécaniques à plus grande échelle avec la microscopie à force atomique (AFM) et des techniques standard complémentaires. Cette étude fondamentale sera menée par trois équipes aux compétences complémentaires dans différents domaines d'expertise (optique non-linéaire, matière molle, hydrodynamique, théorie) : Équipe 1-a (ILM), Équipe 1-b (ILM) et Équipe 2 (LOMA).