Du polymère à la fibre : conformations et élasticité de chaînes à deux dimensions
Langue Anglais
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Auteur : Schulmann (Weingort), Nava
Date de soutenance : 18-06-2012

Directeur(s) de thèse : Wittmer, Joachim

Président : Maaloum, Mounir
Rapporteur(s) : Blumen, Alexander - Winkler, Roland
Membre(s) du jury : Xu, Hong - Charitat, Thierry

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Physique
Classification : Physique, Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres : Polymères semi-flexibles, Fibres macroscopiques athermiques
Mots-clés :
  • Polymères - Propriétés mécaniques
  • Polymères -- Rhéologie
  • Analyse conformationnelle
Résumé : Cette thèse de doctorat est consacrée à l’étude analytique et numérique de systèmes de polymères et de fibres à deux dimensions. Des systèmes de polymères confinés en films ultra-minces présentent un très grand intérêt technologique et expérimentale et posent de nombreux défis théoriques en raison de leur fort comportement non-champ moyen qui se manifeste par divers exposants critiques non triviaux. Nous nous concentrons sur la limite strictement 2D où le croisement des chaînes est interdit et nous étudions, en fonction de la densité et de la rigidité des chaînes, les propriétés élastiques et conformationnelles de trois classes de systèmes: polymères flexibles et semi flexibles à température finie et polymères macroscopiques athermiques (fibres) à courbure spontanée imposée. Pour les polymères flexibles, il est démontré que bien que les polymères auto-évitant denses adoptent des configurations compactes avec un exposant de Flory ν = 1/2, ils ne se comportent pas comme des chaines gaussiennes. En particulier un exposant de contact non-nul θ2 = 3/4 implique une dimension fractale de périmètre dp = 5/4. Par conséquence, en accord avec la loi généralisée de Porod, le facteur de structure intramoléculaire F(q) révèle un comportement non-gaussien et la température de démixion des mélanges de polymères 2D devrait être réduite. Nous étudions également les effets de la rigidité des chaînes sur les systèmes de polymères à 2D et constatons que le comportement universel n’est pas modifié lorsque la longueur de persistance est beaucoup plus petite que la longueur de confinement. La nature de la transition de phase nématique à haute rigidité, qui est dans le cas 2D l’objet d’un débat de longue date, est également explorée. Des résultats préliminaires semblent indiquer une transition du premier ordre. Enfin, motivés par un travail théorique récent sur les modules élastiques de faisceaux de fibres, nous étudions les effets de la courbure spontanée sur l’élasticité d’ensembles de fibres. Nous montrons que en jouant sur le désordre des amplitudes des modes de Fourier de l’état fondamental il est possible de régler le module de compression, en accord qualitatif avec la théorie.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2012STRAE014
Type de ressource : Thèse