Nanoparticules et microfluidique pour un système modèle d'émulsions de Pickering. Etude des mécanismes de stabilisation et déstabilisation.
Résumé
Emulsions stabilized by solid particles are known and studied since the beginning of the XXth century, to understand the original properties they display. In order to rationalize these systems, we develop a model system based on the use of microfluidic techniques to create droplets and monodisperse silica nanoparticles to stabilize them. The first part of this work deals with the ptimization and understanding of the two-phase particle synthesis, in light of Classical Nucleation Theory. These nanoparticles are then used to stabilize oil droplets formed inside a microfluidic chip, which enables the decoupling of various phenomena allowing the formation of an emulsion: surface creation, adsorption of particles, coalescence of drops. Resulting emulsions can be estabilized by addition of a solvent in the continuous phase, resulting either in the formation of non-spherical droplets or in the total separation of the two phases. Finally, we investigate the mechanisms explaining the stabilization and triggered destabilization of drops by nanoparticles.
Les émulsions stabilisées par des particules solides sont connues et étudiées depuis le début du XXème siècle, dans le but de comprendre les propriétés originales qu'elles présentent. Afin de rationaliser ces systèmes, nous développons un système modèle basé sur l'utilisation de techniques microfluidiques pour la fabrication de gouttes et de nanoparticules de silice onodisperses pour les stabiliser. La première partie de ce travail porte sur 'optimisation et la compréhension de la synthèse diphasique des nanoparticules dans le cadre de la Théorie Classique de la Nucléation. Ces nanoparticules sont ensuite utilisées pour stabiliser des gouttes d'huiles ormées dans une puce microfluidique, ce qui permet de découpler les différents phénomènes conduisant à l'obtention d'une émulsion : création de surface, adsorption des particules, coalescence des gouttes. Les émulsions collectées peuvent être déstabilisées par ajout d'un solvant dans la phase continue, provoquant la formation de gouttes non sphériques ou la séparation totale des eux phases. Enfin, nous examinons les mécanismes permettant d'expliquer la stabilisation ou la déstabilisation provoquée des gouttes par des nanoparticules.
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