Propriétés statistiques des nanoparticules au contact d'une membrane fluctuante

Abstract

Dans cette thèse, nous considérons une solution colloïde, au contact d’une membrane fluide fluctuante. Nous menons d’abord une étude détaillée des propriétés statistiques des colloïdes, localisées prés d’une membrane fluide fluctuante impénétrable. Les fluctuations thermiques de cette dernière engendrent une agrégation des particules, au voisinage de l’interface. Les méthodes de la Physique Statistique utilisées, révèlent que les ondulations de la surface élargissent le profil de densité de particule. Nous obtenons une expression exacte pour ce profil, comme fonction de la distance perpendiculaire. Aussi, nous déterminons la fonction de distribution radicale, d’où nous extrayons le potentiel effectif de paire, responsable de l’agrégation colloïdale. En second lieu, nous étendons l’étude à une suspension colloïde, au contact d’une membrane fluide pénétrable (attractive). Comme pour le cas des interfaces impénétrables, nous déterminons le profil de densité et le potentiel effectif de paire. La conclusion essentielle est qu’à cause des modulations de l’interface, l’on assiste à une agrégation colloïde de part et d’autre. Enfin, nous étudions quantitativement l’agrégation colloïde au voisinage d’une interface fluide. Il s’agit d’une transition de phase, qui amène les colloïdes d’une phase dispersée (gaz) à une phase dense (liquide). A l’aide des outils de la Physique Statistique, nous obtenons d’abord l’expression de l’énergie libre entre colloïdes, qui sont une fonctionnelle de la densité de particule. De cette énergie libre, nous déterminons l’architecture complète du diagramme de phase (point critique, binodale, spinodale), dans le plan température-densité.