Physique et chimie des surfaces et des interfaces


ADSORPTION

  • Écrit par 
  • Xavier DUVAL
  •  • 4 828 mots
  •  • 2 médias

L'adsorption est le phénomène qui consiste en l'accumulation d'une substance à l'interface entre deux phases (gaz-solide, gaz-liquide, liquide-solide, liquide-liquide, solide-solide). Il a son origine dans les forces d'attraction intermoléculaires, de nature et d'intensité variées, qui sont responsables de la cohésion des phases condensées, liquides ou solides. Une […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/adsorption/#i_0

COLLAGE, physique

  • Écrit par 
  • Jacques COGNARD
  •  • 6 473 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre «  Pourquoi ça colle ? »  : […] Ilest clair que, pour réaliser un assemblage, il faut qu'il y ait une continuité entre les liaisons chimiques qui assurent la cohésion des substrats et la colle (ou l'adhésif). L'origine de cette liaison a été attribuée à des liaisons chimiques faibles, dites « de Van der Waals », ou « dispersives », qui existent entre tous les corps. De ces interactions résulte « l'énergie d'adhésion », […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/collage-physique/3-pourquoi-ca-colle/

FROTTEMENT

  • Écrit par 
  • Jacques-Jean CAUBET, 
  • Jean POLTI
  •  • 3 376 mots
  •  • 4 médias

Le frottement désigne les phénomènes qui naissent dans les zones superficielles de deux corps appuyant l'un sur l'autre en se déplaçant l'un par rapport à l'autre. On dit de deux surfaces matérielles qu'elles « frottent correctement », dans une liaison mécanique, lorsque leur déplacement relatif n'entraîne ni usure exagérée ni modification des structures ou élévation de température dommageables. L […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/frottement/#i_0

INTERFACES

  • Écrit par 
  • Simone BOUQUET, 
  • Jean-Paul LANGERON
  •  • 8 311 mots
  •  • 6 médias

Une interface peut être définie, de la façon la plus générale, comme étant la zone qui sépare deux milieux A et B. Ces milieux doivent différer par au moins une des propriétés suivantes :– composition chimique ;– nature des phases : solides, variétés cristallines, liquides, gaz ;– orientation cristalline (grains) ;– ordonnancement (ordre-désordre) ;– orientation du spin des électrons (domaines mag […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interfaces/#i_0

LOTUS EFFET, physique

  • Écrit par 
  • David QUÉRÉ
  •  • 879 mots

Le lotus est une plante orientale dont les larges feuilles ont la propriété spectaculaire d'être très peu mouillées par l'eau. Que l'on jette une poignée de gouttes sur ces feuilles, et on verra autant de billes qui roulent sans la moindre friction apparente, et disparaissent très vite de la surface de la feuille. Et si c'est du miel que l'on dépose, son comportement est tout aussi remarquable : i […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-lotus-physique/#i_0

MOUILLAGE

  • Écrit par 
  • David QUÉRÉ
  •  • 3 023 mots
  •  • 5 médias

Une situation de mouillage se produit lorsque trois milieux distincts se rencontrent : de l'eau sur un solide entouré d'air, une bulle sur un matériau immergé, ou de l'huile contre de l'eau dans les pores d'une roche pétrolifère. Le comportement des gouttes peut être très varié, allant de situations où le liquide épouse la surface de son support à celles où il paraît au contraire repoussé par elle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mouillage/#i_0

SURFACE PHÉNOMÈNES DE

  • Écrit par 
  • Jean-François JOANNY, 
  • Jean SUZANNE
  •  • 6 285 mots
  •  • 3 médias

La surface d'un solide ou d'un liquide est une région s'étendant sur quelques distances atomiques qui sépare l'intérieur du matériau du milieu extérieur : en général, le vide ou un gaz. Si le milieu extérieur est une autre phase dense, liquide ou solide, on parle plutôt d'interface entre les deux milieux. Les propriétés physiques et chimiques, structurales et électroniques des surfaces diffèrent n […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/#i_0

ULTRASONS

  • Écrit par 
  • Maurice JESSEL, 
  • André ZAREMBOWITCH
  •  • 3 419 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Interfaces et interactions »  : […] Étant des ondes mécaniques, les ultrasons manifestent une sensibilité remarquable aux milieux qu'ils traversent. C'est bien là une de leurs propriétés les plus intéressantes pour les applications. Les réactions sont particulièrement importantes au franchissement des interfaces, par exemple entre deux solides différents ou entre un solide et un fluide. Ell […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ultrasons/8-interfaces-et-interactions/


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Variation de l'énergie de fracture avec la vitesse de pelage

Variation de l'énergie de fracture avec la vitesse de pelage

graphique

Variation de l'énergie de fracture avec la vitesse de pelage. La pente négative de la courbe (en pointillés) montre qu'il existe deux domaines stables de pelage (décollement du film de son substrat), séparés par un domaine où l'énergie d'adhésion chute au-dessus d'une vitesse... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Clivage d'un joint collé

Clivage d'un joint collé

dessin

Pour mesurer l'adhérence et son évolution dans le temps, on colle deux surfaces de substrat dont une partie forme des lèvres (à gauche). Ensuite, soit on introduit un coin entre ces lèvres (a), soit on applique une force F à chacune des lèvres des deux surfaces d'épaisseur... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Cercle d'atomes de fer

Cercle d'atomes de fer

photographie

Cercle, dit «corral quantique», de 48 atomes de fer sur une surface de cuivre, vu au microscope à effet tunnel, à l'Almaden Research Center de San Jose (Californie). Ce cercle a un diamètre de 14,3 nanomètres (1 nanomètre = 10.9 mètre), soit environ vingt mille... 

Crédits : Courtesy IBM Research, Almaden Research Center

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Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique

Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique

photographie

Topographie d'une surface de silicium obtenue grâce au microscope à force atomique. Cet outil de visualisation à l'échelle de l'atome (l'image est obtenue en balayant la surface à étudier d'une pointe et en mesurant la distance pointe-surface) a permis de mieux comprendre... 

Crédits : Naval Research Laboratory

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Goutte sur surface hydrophobe

Goutte sur surface hydrophobe

photographie

Une goutte reste quasi sphérique sur une surface texturée hydrophobe, formant une perle liquide. 

Crédits : (J. Bico

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Effet lotus

Effet lotus

photographie

Les feuilles de nombreuses plantes ont la propriété spectaculaire d'être très peu mouillées par l'eau. Si on jette une poignée de gouttes sur ces feuilles, on verra autant de billes qui roulent sans la moindre friction apparente. 

Crédits : I. Tischenko/ Shutterstock

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Formes de gouttes en rotation

Formes de gouttes en rotation

photographie

Dans une centrifugeuse, une goutte se déplace en prenant des formes étonnantes (cacahuète ou roue liquide), en raison de la rotation et de la vitesse. La barre indique 1 centimètre dans chacun des deux cas. 

Crédits : (P. Aussillous

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Étalement d'une goutte

Étalement d'une goutte

photographie

Un solide, possédant quand il est sec une énergie de surface élevée (par exemple du verre ou du plastique comme ici), voit la plupart des liquides s'y étaler. 

Crédits : D. Quéré

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Allongement d'une goutte

Allongement d'une goutte

photographie

Une goutte glissant sur un support banal s'allonge jusqu'à former une pointe. 

Crédits : (T. Podgorski; J.M. Flesselles; L. Limat

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Isothermes d'adsorption des gaz par les solides

Isothermes d'adsorption des gaz par les solides

graphique

Trois types caractéristiques d'isothermes d'adsorption des gaz sur les solides. La quantité V de gaz adsorbé est portée en fonction de la pression relative P/P0, rapport de la pression P d'équilibre d'adsorption à la pression saturante P0 de l'adsorbat... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Isothermes d'adsorption du krypton

Isothermes d'adsorption du krypton

graphique

Isotherme d'adsorption du krypton à 77,4 K sur une surface homogène de graphite (la première couche se forme à une pression trop faible pour être représentée à l'échelle de la figure). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Structure d'un cluster moléculaire

Structure d'un cluster moléculaire

dessin

Structure d'un cluster moléculaire paladium (Pd), molybdène (Mo) : du point de vue de la cohésion de l'édifice, ces composés rappellent de petits morceaux de métal; du point de vue de la réactivité, ils représentent des analogies avec les surfaces métalliques (Laboratoire... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Zéolithe

Zéolithe

dessin

Schéma de la structure d'une zéolithe, solide poreux servant de catalyseur dans de nombreuses réactions (hydrocraquage, craquage catalytique…). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Couples métalliques pour la mécanique lubrifiée

Couples métalliques pour la mécanique lubrifiée

dessin

Couples métalliques directement utilisables en mécanique lubrifiée (d'après « Les Traitements de surface contre l'usure. Description et applications industrielles », par les chercheurs du Centre stéphanois de recherches mécaniques). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Représentation vectorielle de Young

Représentation vectorielle de Young

dessin

Représentation vectorielle de Young de l'équilibre d'une goutte d'aluminium sur un substrat d'alumine en a, pour une température de 700 °C (liquide mouillant), et en b, pour une température de 1 200 °C (liquide non mouillant). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Adsorption : représentation de Lennard-Jones

Adsorption : représentation de Lennard-Jones

graphique

Représentation schématique de Lennard-Jones des deux modes d'adsorption d'une molécule de gaz (A2) sur un métal (M), en fonction de l'énergie potentielle du système (E) et de la distance interatomique gaz-métal (d). Adsorption physique, courbe M + A2',... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Positions d'un liquide

Positions d'un liquide

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Différentes positions d'un liquide dans un réservoir sphérique en fonction de son caractère mouillant et de la présence ou de l'absence de pesanteur. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Réarrangements des atomes à la surface d'un cristal

Réarrangements des atomes à la surface d'un cristal

dessin

Réarrangements des atomes à la surface d'un cristal. Face (111) d'un monocristal de silicium « reconstruite ». Cette reconstruction met en jeu les trois premières couches de surface, selon le modèle proposé par K. Takayanagi. Les points noirs correspondent aux positions... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microscope à effet tunnel à balayage

Microscope à effet tunnel à balayage

dessin

Microscope à effet tunnel à balayage. En a, deux surfaces métalliques, séparées par la distance d, opposent une barrière de potentiel au passage des électrons de 1 vers 2, de valeur approximative ▵f = 1/2(f1 + f2). Si l'on applique une tension... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Interactions inélastiques

Interactions inélastiques

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Distribution énergétique des électrons secondaires émis par une surface de cuivre soumise à un faisceau d'électrons monocinétique d'une énergie de 500 électronvolts. Pic élastique (I) ; pics des électrons ayant perdu de l'énergie lors d'excitations diverses, plasmons ou... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Variation de l'énergie de fracture avec la vitesse de pelage

Variation de l'énergie de fracture avec la vitesse de pelage
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Clivage d'un joint collé

Clivage d'un joint collé
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Cercle d'atomes de fer

Cercle d'atomes de fer
Crédits : Courtesy IBM Research, Almaden Research Center

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Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique

Nanotechnologies : visualisation à l'échelle atomique
Crédits : Naval Research Laboratory

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Goutte sur surface hydrophobe

Goutte sur surface hydrophobe
Crédits : (J. Bico

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Effet lotus

Effet lotus
Crédits : I. Tischenko/ Shutterstock

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Formes de gouttes en rotation

Formes de gouttes en rotation
Crédits : (P. Aussillous

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Étalement d'une goutte

Étalement d'une goutte
Crédits : D. Quéré

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Allongement d'une goutte

Allongement d'une goutte
Crédits : (T. Podgorski; J.M. Flesselles; L. Limat

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Isothermes d'adsorption des gaz par les solides

Isothermes d'adsorption des gaz par les solides
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Isothermes d'adsorption du krypton

Isothermes d'adsorption du krypton
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Structure d'un cluster moléculaire

Structure d'un cluster moléculaire
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Zéolithe

Zéolithe
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Couples métalliques pour la mécanique lubrifiée

Couples métalliques pour la mécanique lubrifiée
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Représentation vectorielle de Young

Représentation vectorielle de Young
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Adsorption : représentation de Lennard-Jones

Adsorption : représentation de Lennard-Jones
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Positions d'un liquide

Positions d'un liquide
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Réarrangements des atomes à la surface d'un cristal

Réarrangements des atomes à la surface d'un cristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Microscope à effet tunnel à balayage

Microscope à effet tunnel à balayage
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Interactions inélastiques

Interactions inélastiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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