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Déposition organisée de particules induite par l'effet Leidenfrost (FRFC - ODILE) [Organized Deposition Induced by the Leidenfrost Effect (FRFC - ODILE)]

Lorsqu'une gouttelette de liquide est déposée sur une surface plane dont la température excède la température de saturation du liquide, la goutte peut léviter à une distance bien définie de la surface à cause de la vaporisation violente du gaz. Ce phénomène est appelé effet Leidenfrost. Cet état non-mouillant rappelle le comportement d'une gouttelette qui roule sur une feuille de Lotus. Les surfaces naturelles ou artificielles peuvent montrer despropriétés superhydrophobes (surface fakir). Malgré cette analogie, la physique impliquée dans ce dernier cas est très différente de la goutte en Leidenfrost. Le but général du projet ODILE (Organized Deposition Induced by Leidenfrost Effect) est l'étude de gouttes en état Leidenfrost lorsque celles-ci sont composées de fluides complexes tels que des solutions polymères, colloïdales ou encore un mélange de solvant volatil et d'un solide qui cristallise (par exemple un sel). Comme les gouttes s'évaporent pendant leur lévitation, la solution devient de plus en plus concentrée donnant lieu à des transitionsde phase (transition vitreuse pour les polymères, réseau de particules pour les colloïdes, ou encore transition cristalline pour le sel). Ceci conduit à une diminution rapide du taux d'évaporation et mène la goutte à entrer en contact avec le substrat échauffé. La figure de la déposition obtenue après l'évaporation complète sera étudiée théoriquement et expérimentalement, que ce soit sur un substrat plat (déposition auto-organisation) ou sur un substratmicro-structuré (déposition organisée). La vibration verticale du substrat sera également étudiée. [When a liquid droplet is released on a flat surface whose temperature is much higher than the saturation temperature of the liquid, the droplet may 'levitate' at a well-defined distance from the surface due to the violent vaporization of the gas. This phenomenon is called Leidenfrost effect. Such non-wetting state reminds droplets that roll on Lotus leafs. Natural or artificial surfaces may show this superhydrophobic property, so-called 'fakir' effect. The physics involved in the latter case is very different from Leidenfrost effect. In this context, the general goal of the ODILE (Organized Deposition Induced by Leidenfrost Effect) project is to study Leidenfrost droplets made of complex fluids such as polymer solutions, colloidal suspensions or mixtures of a volatile solvent and a crystallizing solute (e.g. a salt). As the droplet evaporates during the levitation, the solute gets more concentrated, generally leading to a phase transition (glassy transition for the polymer, ordered arrays for the colloidal particles, or crystallization for the salt), inducing a rapid decrease of the evaporation rate and leading to contact of the droplets with the heated substrate. The deposition patterns obtained after complete vaporization will be studied theoretically and experimentally, both for flat substrates (self-organized deposition) and for micro-structured plates (shape-organized deposition). Vibrating the surface vertically will also be investigated, as a further way of influencing depositionpatterns via droplet bouncing.]



responsable


Pierre COLINET


équipe


Sam DEHAECK Alexey REDNIKOV Benjamin SOBAC


disciplines et mots clés déclarés


Génie chimique Mécanique des fluides Physico-chimie générale

caléfaction ebullition en film gouttes lubrification micro-fluidique digitale micro-manipulation nanoparticules surfactants