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Lire l’articleINTRODUCTION
Les bulles de savon sont des objets « fragiles » apparemment simples qui nous sont familiers. Beaucoup de processus industriels nécessitent pourtant une connaissance approfondie de ces objets bien plus organisés qu'ils n'y paraissent. Nous montrerons qu'après le drainage de l'eau, les parois des bulles ont des structures très ordonnées dont on utilisera le fort potentiel d'auto-organisation pour confiner des nanoparticules de natures diverses, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles applications.
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Film noir de Newton : matrice pour auto-organisation3. Films colorés et films « noirs »
3.1 Drainage de l'eau
Examinons à présent le drainage de l'eau dans un film de savon. Les premières études sur les films de savon datent de plus de trois siècles ; les pionniers se nomment Robert Hooke, physicien anglais père du microscope à lentilles multiples et biologiste (1635-1703), Isaac Newton, philosophe, mathématicien, physicien et astronome anglais (1643-1727) ou Gibbs (1839-1903). I. Newton décrivait ses observations de façon détaillée mais aussi très poétique dans son traité d'optique.
Les films de savon en s'amincissant sous l'effet de la pesanteur apparaissent colorés (figure ) dès que leur épaisseur est inférieure au dixième de micromètre [2] .
Lorsque l'on forme un film vertical à l'aide d'un cadre, celui-ci est épais ; éclairé en lumière blanche, il apparaît brillant. Puis le film s'amincit, tout d'abord sous l'influence de la gravité. Puis, lorsque son épaisseur est de l'ordre du micromètre ou du dixième de micromètre, des franges d'interférence colorées apparaissent. Le détail de l'écoulement dépend du système chimique particulier utilisé.
Au départ, seules les franges vertes et rouges sont visibles. Puis, pour un système donnant des films stables, le film continue de s'amincir et les couleurs de l'échelle des teintes de Newton (figure ) à centre noir défilent successivement plusieurs fois pour finir par le jaune de plus en plus pâle, jusqu'à devenir blanc brillant, blanc pâle, gris… Enfin, une tache noire apparaît au sommet du cadre (figure ) et envahit progressivement toute la surface :...
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Films colorés et films « noirs »
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DE GENNES (P.G.) - Bulles, mousses et autres objets fragiles. - Revue du Palais de la découverte, vol. 18, n o 180, p. 43-60 (1990).
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(2) - MYSELS (K.J.), SHINODA (K.), FRANKEL (S.) - Soap films. - Pergamon, New York (1959).
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(3) - ISRAELACHVILI (J.) - Intermolecular and surface forces. - 2 e édition. Academic Press, San Diego (1991).
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(4) - BELORGEY (O.), BENATTAR (J.J.) - * - Phys. Rev. Lett., 66 , p. 313 (1991).
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(5) - BENATTAR (J.J.), NEDYALKOV (M.), PROST (J.), TISS (A.), VERGER (R.), GUILBERT (C.) - * - Phys. Rev. Lett., 82 , p. 5297 (1999).
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(6) - PETKOVA (V.), BENATTAR (J.J.), NEDYALKOV (M.) - * - Biophys. J., 82 , p. 541 (2002).
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