SURFACE PHÉNOMÈNES DE
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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 notablement de celles du matériau massique : elles évoluent plus ou moins rapidement vers celles du volume, lorsqu'on s'éloigne de la surface vers l'intérieur du matériau. La région frontière est le lieu de phénomènes spécifiques dont l'étude remonte au xixe siècle, lorsque Laplace introduisit la notion de tension superficielle. Il ouvrit alors la voie à un domaine de recherche dont l'importance reste considérable : mouillage, adhésion, lubrification... Plus récemment, vers la fin des années 1960, l'apparition de techniques permettant d'obtenir des vides poussés a donné à la recherche sur les phénomènes de surface un essor nouveau, dont les prolongements dans les domaines technologiques et industriels ont permis de découvrir des matériaux nouveaux, utilisés essentiellement dans l'industrie des semi-conducteurs et de la micro-électronique. C'est la nécessité d'obtenir un haut degré d'intégration pour la miniaturisation des matériels qui a donné aux phénomènes de surface leur rôle essentiel.
Tension superficielle
Définitions
Lorsqu'un système thermodynamique présente deux phases à l'équilibre (un liquide et une vapeur ou un solide et un liquide, par exemple), le paramètre d'ordre (la densité) prend une valeur bien définie dans chacune d'elles. Dans la région où les deux phases se rejoignent, ce paramètre varie continûment de l'une à l'autre. En général, cette variation se fait sur une distance ξ très courte (quelques distances interatomiques pour une interface solide-liquide). On peut définir une surface qui divise le système en deux phases : sa position est quelque peu arbitraire, mais l [...]
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Écrit par :
- Jean-François JOANNY : docteur ès sciences, chargé de recherche au C.N.R.S.
- Jean SUZANNE : docteur ès sciences, professeur de physique
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AUGER PIERRE VICTOR (1899-1993)
Fils d'un universitaire — son père, Victor Auger, était professeur de chimie à la Sorbonne —, le physicien Pierre Auger sut faire succéder à une brillante carrière de chercheur une intense activité de direction scientifique et administrative dont les fruits sont aujourd'hui internationalement reconnus. Après de brillantes études à l'École normale supérieure, il rejoint le laboratoire de Jean Perri […] Lire la suite
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CHIMIE - La chimie aujourd'hui
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DÉTERGENTS
Dans le chapitre « Aspects physico-chimiques » : […] Les tensioactifs sont des molécules amphiphiles, constituées d'une queue hydrophobe et d'une tête polaire hydrophile. Cette structure chimique leur confère une grande activité aux interfaces où ils ont tendance à s'adsorber. À la surface, les molécules sont soumises à un champ de forces asymétrique dont la résultante tend à les déplacer vers l'intérieur. À l'échelle macroscopique, cette force a […] Lire la suite
EBBESEN THOMAS (1954- )
Dans le chapitre « Des nanotubes de carbone aux interactions lumière-matière » : […] Chez NEC, Thomas Ebbesen fera une grande découverte : la transmission extraordinaire optique. Alors qu’il travaille sur les nanotubes de carbone et les fullerènes, il lit un article du physicien français Serge Haroche, futur médaille d’or du CNRS en 2009 et futur Prix Nobel de physique en 2012, qui traite de l’électrodynamique quantique en cavité, c’est-à-dire de l’étude, dans une boîte fermée co […] Lire la suite
ERTL GERHARD (1936- )
Chimiste allemand. Gerhard Ertl a reçu le prix Nobel de chimie en 2007 « pour ses études des processus chimiques sur des surfaces solides ». Né le 10 octobre 1936 à Bad Cannstadt (aujourd'hui dans Stuttgart), il commença des études de physique à Stuttgart en 1955. Sous la supervision de Hans Gerischer, il y accomplit un travail de diplôme (1961), puis une thèse de doctorat (1965) sur la cinétiqu […] Lire la suite
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LOTUS EFFET, physique
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 : […] Lire la suite
MATIÈRE (physique) - État liquide
Dans le chapitre « La tension superficielle des liquides et la capillarité » : […] De nombreux phénomènes de la vie courante montrent qu'il faut dépenser de l'énergie pour augmenter la surface libre d'un liquide. On nomme tension superficielle le facteur de proportionnalité γ (tabl. 2) qui relie le travail dépensé à l'accroissement de la surface. Ainsi, c'est la tension superficielle qui fait que la goutte qui se forme à l'extrémité d'un compte-gouttes ne tombe que lorsqu'elle […] Lire la suite
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QUASI-CRISTAUX
Dans le chapitre « Propriétés physiques des quasi-cristaux » : […] Les études des propriétés physico-chimiques des quasi-cristaux ont pris un réel essor avec la fabrication de mono-quasi-cristaux de grande taille par des techniques de croissance cristallines standard (croissance de types Bridgman et Czochralsky). Des mono-quasi-cristaux icosaédriques de plusieurs centimètres ont été obtenus dans le système aluminium-palladium-manganèse. De même que leur structur […] Lire la suite
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Voir aussi
- MOLÉCULE AMPHIPHILE
- EFFET AUGER
- BARRIÈRE DE POTENTIEL
- CAPILLARITÉ
- CHAMP ÉLECTRIQUE
- COURANT ÉLECTRIQUE
- DIFFRACTION ÉLECTRONIQUE
- ÉLECTRON
- STRUCTURE ÉLECTRONIQUE
- NIVEAU DE FERMI
- FUSION
- GRAPHITE
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- MICROSCOPIE À EFFET TUNNEL
- ONDES DE SURFACE
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- ÉQUATION DE RICHARDSON-DUSHMAN
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- EFFET TUNNEL
- FORCES DE VAN DER WAALS
- LOI DE YOUNG
Pour citer l’article
Jean-François JOANNY, Jean SUZANNE, « SURFACE PHÉNOMÈNES DE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 août 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/