Étude par modélisation moléculaire de la thermodynamique des interfaces et des lignes de contact en milieu confiné
Vendredi 14 décembre 2018 14:00
- Duree : 2 heures
Lieu : Conference room - LIPhy - Bât E - 140 Avenue de la Physique - St Martin d’Hères. Accès par interphone, appeler le secrétariat
Orateur : Soutenance de Thèse de Romain BEY
Résumé : Dans cette thèse, nous utilisons des outils de simulation moléculaire pour caractériser les propriétés thermodynamiques de fluides confinés dans des matrices solides nanométriques. La modélisation des énergies capillaires à l’échelle moléculaire fait appel, en plus des pressions et des tensions de surface, à l’énergie libre de la ligne triple, la tension de ligne. Une nouvelle méthodologie s’appuyant sur les contraintes mécaniques est développée, permettant de mesurer l’énergie libre d’une interface liquide-gaz confinée et d’en extraire la tension de ligne. L’étude de fluides de Van der Waals, d’eau et de dioxyde de carbone au contact de différents solides confirme la pertinence du concept de tension de ligne jusqu’à des confinements de quelques diamètres moléculaires. Une adsorption de gaz dissouts spécifique à la ligne triple est observée, et son impact sur la tension de ligne modélisé. Les limites d’applicabilité de la méthode mécanique à une interface solide-fluide sont étudiées.
In this thesis, we use molecular simulation tools to characterize the thermodynamic properties of fluids confined in nanometric solids. In addition to pressures and surface tensions, the modeling of capillarity at the molecular scale requires the consideration of the triple line free energy, the line tension. We develop a new methodology to measure the free energy of a confined liquid-gas interface and its line tension, based on the measurement of fluid mechanical stresses. Van der Waals fluids, water and carbon dioxide are simulated in contact with different solids, and the validity of the line tension concept is observed down to a few molecular diameters confinement. A specific adsorption of dissolved gasses at the triple line is observed, and its impact on the line tension is accounted for by a simple modeling. We assess the validity of the mechanical approach at different solid-fluid surfaces.
Contact : sabine.gustave@univ-grenoble-alpes.fr
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