Une expérience de vidéomicroscopie pour suivre la cristallisation d’un système colloïdal 2D de sphères dures polydispersées sur interface.
Olivier Marnette (LPS)

Mercredi 27 juin 2007 à 14h

Résumé :
On décrit le développement d’une expérience de vidéomicroscopie pour caractériser l’effet de la polydispersité sur la cristallisation d’un système colloïdal de quasi sphères dures piégées au niveau de l’interface entre 2 liquides_. Le^ confinement capillaire quasi 2D permet d’obtenir un système plan de disques durs polydisperses dont on veut explorer le diagramme de phase densité-polydispersité. On utilise des particules PMMA greffées PHSA (Poly-12HydroxySteraicAcid) piégées sur une interface entre Décaline et Glycol (ou 1-3 Propane-diol). Des suspensions de sphères dures monomodales de polydispersités différentes ont été synthétisées et leur distribution de taille caractérisée par microscopie électronique et traitement d’image. On mesure en particulier, pour trois polydispersités différentes (3.8, 4.3 et 5.0%), les corrélations de paires de configurations instantanées en fonction de la densité 2D. En se basant sur un critère de dédoublement du second pic de corrélation, on conclue que ce système physico-chimique de particules colloïdales sur interface exhibe, à faible polydispersité, une transition ordre/désordre (cristal/liquide) pour une couverture surfacique de 70% -dans les barres d’erreurs-, caractéristique d’un système 2D de sphères dures. On observe les signes d’une cristallisation beaucoup moins franche pour le système le plus polydisperse. Ces conclusions sont nuancées en soulignant le besoin de mesures supplémentaires concernant l’évolution temporelle des configurations particulaires sur l’interface.

Abstract :
We describe the development of a videomicroscopy set-up in order to characterize polydispersity effects on the crystallisation of a quasi 2D colloidal system of hard spheres trapped on the interface between two liquids. The quasi 2D capillary confinement permits to obtain a planar system of polydisperse hard discs whose density-polydispersity phase diagram we aim at exploring. We use PMMA-(PHSAgrafted) particles (Poly-12HydroxySteraicAcid) trapped between decalin and glycol (or 1-3Propane-diol). Monomodal Suspensions of hard spheres with various polydispersities were produced, whose size distributions were characterized by mean of electronic microscopy and image processing technics. We measure in particular, for 3 different polydispersities (3.8, 4.3 & 5.0%), pair correlation functions of instantaneous configurations as a function of 2D-density. The splitting of the second peak in the pair correlation function being considered as an experimental signature of order/disorder phase transition, we conclude that our system of colloidal particles on interface exhibits a crystal/liquid transition at a surface fraction of 70% -within error bars-, thus characterizing a 2D hard sphere system. One capture significantly less obvious signatures of crystallization for the most polydisperse system. These conclusions are discussed, acknowledging the fact that complementary measurements are needed concerning time-evolution of particles’ configurations on the interface.