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 les erreurs introduites sont faibles si la distance ξ [...]
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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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Autres références
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ADSORPTION
intermoléculaires, de nature et d'intensité variées, qui sont responsables de la cohésion des phases condensées, liquides ou solides. Une
AUGER PIERRE VICTOR (1899-1993)
de la nature de l'atome concerné. De plus, la probabilité de ce processus est largement suffisante pour que son application à l'échelle industrielle soit réaliste. L'effet Auger est maintenant une méthode spectroscopique habituelle d'étude des surfaces des matériaux. On connaît l'importance de ces études dans toute l'industrie microélectronique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pierre-victor-auger/#i_27394
CATALYSE - Généralités
Dans le chapitre « Catalyse hétérogène » : […] dans les pores du solide, qui provoquerait une concentration locale élevée de réactifs. Nous savons maintenant que les phénomènes d'adsorption sont complexes, et qu'il faut distinguer la rétention des molécules à la surface de tous les solides par des forces de Van der Waals analogues aux forces qui s'exercent entre les molécules d'un gaz ou d'un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/catalyse-generalites/#i_27394
CHIMIE - La chimie aujourd'hui
Dans le chapitre « Science des surfaces »
: […]
COLLAGE, physique
Dans le chapitre « Le traitement de surface »
: […]
dans la fiabilité des collages sont dus à la mise en œuvre de traitements de surface adaptés à chaque substrat. Le traitement de surface doit faciliter l'ancrage de l'adhésif et protéger la surface de la
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Dans le chapitre « Processus de l'oxydation »
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Lorsqu'un métal est placé dans une atmosphère gazeuse, il y a
DÉTERGENTS
Dans le chapitre « Aspects physico-chimiques »
: […]
activité aux
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), […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gerhard-ertl/#i_27394
FROTTEMENT
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. Le frottement a notamment pour […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/frottement/#i_27394
INTERFACES
Dans le chapitre « Définition thermodynamique » : […] La définition thermodynamique de l'interface a été souvent sujette à controverses. J. W. Gibbs l'a considérée comme une surface de division sans épaisseur, une surface mathématique, alors que J. D. Van der Walls et H. Bakker lui ont attribué une épaisseur faible mais finie. E. A. Guggenheim a introduit le concept de « phase superficielle », […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interfaces/#i_27394
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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-lotus-physique/#i_27394
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)
MICROBIOLOGIE
Dans le chapitre « Biofilms » : […] Dans la nature, les biofilms sont des populations de micro-organismes intimement associées à des surfaces vivantes ou minérales par l'intermédiaire d'une substance muqueuse composée d'eau et de polymères biologiques (sucres, protéines, ADN, acides humiques). Ils sont présents partout : sur le tronc des arbres ou les galets du fond d'une rivière, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microbiologie/#i_27394
MOUILLAGE
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. Le contrôle du mouillage est donc crucial dans bien des applications, des vitrages à la peinture ou aux vernis, en passant par les ouvrages d'art ou le traitement des surfaces naturelles (comme […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mouillage/#i_27394
QUASI-CRISTAUX
Dans le chapitre « Propriétés physiques des quasi-cristaux » : […] Par ailleurs, la surface des quasi-cristaux est non mouillable, c’est-à-dire qu’une goutte de liquide ne s’y étale pas en un film mince. Cette propriété, associée à une exceptionnelle dureté et une grande résistance thermique, prédestine les quasi-cristaux à des applications technologiques de dépôts sur des supports ayant des propriétés […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/quasi-cristaux/#i_27394
VIDE TECHNIQUE DU
Dans le chapitre « Lois générales de l'état raréfié » : […] γ. Plus la pression baisse, plus le nombre de chocs prend donc de l'importance. Or il est intuitif que les chocs sont en réalité régi par des mécanismes physico-chimiques complexes entre les gaz et les surfaces. En effet, la réflexion n'est pas spéculaire. La molécule reste adsorbée sur la paroi pour une durée τ, appelée […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/technique-du-vide/#i_27394
Voir aussi
Pour citer l’article
Jean-François JOANNY, Jean SUZANNE, « SURFACE PHÉNOMÈNES DE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 octobre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/
