Description

Ce cours est une introduction à la physique de la matière et des systèmes complexes facilement déformables qui nous entourent. Ces systèmes englobent les solutions, suspensions, émulsions, gels physiques ou chimiques, élastomères, cristaux liquides, biomatériaux ainsi que la matière biologique.

Ce cours présente des concepts transverses de physique et physico-chimie, essentiels tant du point de vue de la recherche fondamentale qu'appliquée.

Compétences requises

Cours de thermodynamique, mécanique des fluides et introduction à la physique statistique niveau licence.

Compétences visées

A l'issue du cours l'étudiant aura des connaissances sur la thermodynamique des solutions, le mouillage,  la nature et l'organisation des structures de matière molle les plus emblématiques, ainsi que leur caractérisation physique de base. 

Disciplines

• Physique - Milieux denses et matériaux

Syllabus

Programme du cours:

1. L'état fluide dilué et condensé: thermodynamique et structure. Énergie et forces de cohésion "de Van der Waals" entre atomes et molécules.
2. Énergie et tension de surface. Introduction aux phénomènes de capillarité.
3. Thermodynamlque des mélanges, solutions idéales et régulières. Séparation de phases, coexistence fluide-fluide.
4. Molécules tensioactives. Micelles, micelles géantes, phases lamellaires, polymorphisme. Caractérisation par diffraction. Applications: savons, détergence, membranes biologiques...
5. Suspensions diluées et concentrées. Stabilité, gélation, cristallisation. Transition nématique.
6. Les polymères. Conformations des chaînes macromoléculaires. Élastomères, cristallisation et vitrification. Macromolécules naturelles et biologiques.

Bibliographie

• Gases, liquids and solids and other states of matter, D. Tabor ,
  Cambridge University Press, 1991
• Intermolecular and Surface Forces, J. N. Israelachvili , Elsevier,
  1992
•  Liquides. Solutions, dispersions, émulsions, gels, B. Cabane,
  S. Hénon , Belin
• Gouttes, bulles, perles et ondes, P.-G. de Gennes,
  F. Brochart-Wyart, D. Quéré , Belin
• Atkins’ Physical Chemistry, P. Atkins, P. & J. de Paula ,
  Oxford University Press, 2006
•  Physical Chemistry, A Molecular Approach, D. A. McQuarrie
  & J. D. Simon , University Science Books, 1997
• Physique de la matière molle, F. Brochard-Wyart, P. Nassoy &
  P.-H. Puech , Dunod, 2018
• Matière et Matériaux : de quoi est fait le monde ?, Belin, Pour
  La Science, sous la direction d’E. Guyon

Contacts

Responsable(s) de l'enseignement

• Fabrice Thalmann