DYNAMO — Dynamique de mouillage de liquides polymériques à l'échelle nanométrique

Les situations dans lesquelles un liquide recouvre une surface ont été largement étudiées en raison de leur omniprésence (par exemple, la peinture, les gouttes de jet d'encre...). Ce phénomène, connu sous le nom de mouillage dynamique, est aujourd'hui bien compris lorsque des liquides se répandent sur des substrats solides plats. Cependant, les substrats réels ne sont ni atomiquement plats ni passifs. La difficulté de décrire ce phénomène vient de la large gamme d'échelles de longueur impliquées, de la taille millimétrique d'une goutte à la gamme nanométrique de l'interaction liquide/substrat. L'objectif du projet DYNAMO est de comprendre comment la rugosité nanométrique (topographique ou chimique) est corrélée à la dynamique du mouillage. Grâce à une approche multidisciplinaire combinant la physique et la chimie des surfaces, nous proposons des expériences modèles systématiques qui permettent une visualisation et une caractérisation multi-échelle de l'étalement d'un liquide polymèrique. Nous visons à décrire les mécanismes de dissipation d'énergie (viscosité, visco-elasticité, frottement...) à la ligne de contact pour l'étalement d'un liquide polymèrique sur 1) une rugosité nanométrique purement topographique et 2) sur un nano-revêtement chimique, de type brosse de polymère. Des techniques de microscopie optique permettront de sonder le mouillage aux échelles macroscopiques. Les échelles nanométriques seront sondées grâce à la diffusion de surface par rayons X/neutrons. Enfin, nous développerons un tribomètre pour mesurer directement les forces de frottement lors du mouillage forcé. La complémentarité de ces techniques permettra de comprendre les mécanismes de dissipation d'énergie à la ligne de contact de l'échelle nanométrique à l'échelle millimétrique.