Accueil > Équipes > CAID : Colloïdes, Assemblages et Interfaces Dynamiques > Interfaces liquides photo-stimulables

Interfaces liquides photo-stimulables

Pompage de tensioactifs d’une interface et écoulements de surface contrôlés par la lumière (ref [1])

E.Chevallier, C.Monteux, F. Lequeux, C.Tribet

Nous avons synthétisé au laboratoire un tensio-actif photo-stimulable, dont la queue hydrophobe comprend un groupement azobenzène, qui change de conformation suivant la longueur d’onde à laquelle il est exposé (cf Fig 1). Sous lumière UV, la molécule est majoritairement sous forme cis tandis que sous bleu la forme trans domine.

En changeant la composition de la solution grâce à la lumière, il est possible de contrôler la tension de surface, celle-ci est abaissée lorsque l’on enrichit la solution en forme trans. De plus, si on éclaire en UV une interface décorée par ces tensioactifs, la tension de surface augmente rapidement mais étonnamment ce résultat est aussi obtenu avec un faisceau bleu !

En étudiant la dynamique d’adsorption à l’interface eau-air des deux formes de tensio-actifs1, nous avons montré que la forme trans s’adsorbe préférentiellement à une interface non stimulée. De plus, sous stimulation, qu’elle soit UV ou bleue, les trans sont transformés en cis, qui se désorbent de l’interface. Ainsi, nous pouvons donc contrôler la quantité de tensioactifs adsorbés à l’interface grâce à l’intensité de la stimulation.

D’autre part, ce système permet de générer des écoulement de surface tant que le stimulus est présent : en éclairant une partie de l’interface, les tensioactifs déplètent l’interface et la tension de surface augmente localement. Ceci induit des écoulements -effet Marangoni- dirigés vers le spot lumineux (Fig. 2).


Fig 2 : Flux générés à l’interface eau-air par le stimulus (bleu ou UV)

Comme le montre la Figure 3, ces écoulements de Marangoni photo-induits peuvent être mis à profit pour contrôler l’aggrégation locale de colloïdes (cf Fig. 3)

Fig3 : Aggrégation de particules de talc déposées à l’interface eau-air sous les faisceaux de bleu et UV.

Ref[1] E. Chevallier, A. Mamane, H. A. Stone, C. Tribet, F. Lequeux, et C. Monteux, Soft Matter, 2011, 7, 7866.