thesis

Diffusion par dispersions diluées de ferrofluides dans des gels polymériques

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Jan. 1, 2002

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Les ferrofluides sont des solutions colloi͏̈dales de particules nanométriques associées à un dipôle magnétique permanent. La dispersion des ferrofluides dans un gel polymère produit un autre type de matériau connu sous le nom de gel magnétique ou ferrogel. Nous présentons, dans ce travail, les résultats expérimentaux de diffusion de rayonnement par des solutions diluées de ferrofluides de magnétite dispersées dans des gels de poly(acrylamide)/méthylène-bisacrylamide en utilisant des techniques de diffusion de la lumière, diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) et diffusion des neutrons aux petits angles (SANS). Les résultats de l'intensité diffusée I(q), en fonction du vecteur de diffusion, q, montrent que les particules magnétiques forment des amas fractales denses avec environ 200 à 300 particules par amas et dont la dimension fractale D est approximativement 2. 9. Selon nous, ces résultats sont une conséquence de la disparition du surfactant de la surface des particules par le gel conduisant ainsi à l'agrégation irréversible des particules. Nous avons également étudié l'effet sur l'intensité diffusée de l'application d'un champ magnétique perpendiculaire au faisceau incident. Les résultats expérimentaux par SAXS coi͏̈ncident avec le modèle des amas ellipsoi͏̈daux dans lequel le moment magnétique effectif est une fonction de la concentration du gel. Pour la diffusion de la lumière les effets des interactions entre les particules sont importants et l'anisotropie de l'intensité diffusée est inversée par rapport à celle mesurée par SAXS. Finalement nous avons étudié la dynamique des ferrogels en utilisant la technique de corrélation de photons où les particules agissent comme des traceurs. Les résultats coi͏̈ncident avec le modèle de diffusion des réseaux de Rouse avec une diffusion initialement libre suivie d'un régime anomal. Le temps caractéristique du passage d'un régime à l'autre dépend du vecteur de diffusion comme [to]- q-2.