Une physique intrigante peut être trouvée aux interfaces entre les fluides, en particulier s’ils sont à cheval sur des particules comme les protéines ou les grains de poussière. Lorsqu’ils sont placés entre des fluides non mélangeables tels que le pétrole et l’eau, une variété de processus, y compris les interactions inter-moléculaires, provoquent le déplacement des particules. Ces mouvements sont caractérisés par la force de traînée subie par les particules, qui est elle-même supposée dépendre de la mesure dans laquelle elles déforment les interfaces fluides. Jusqu’à présent, cependant, les expériences sur l’effet intrigant n’ont pas encore pleinement confirmé l’influence de cette distorsion. Dans une nouvelle recherche publiée dans EPJ E, une équipe dirigée par Jean-Christophe Loudet à l’Université de Bordeaux, en France, a montré que la force de traînée subie par les particules chevauchantes de fluide est moins affectée par la distorsion d’interface qu’on ne le pensait auparavant.



Étant donné que les forces de traînée sont omniprésentes dans les fluides, la découverte de l’équipe pourrait être pertinente pour les propriétés d’auto-assemblage d’une grande variété d’espèces qui peuvent adhérer ou « s’adsorber » sur les surfaces liquides, y compris les nano et microparticules, les protéines et d’autres groupes de molécules. Pour les particules relativement grosses étudiées par Loudet et ses collègues, les distorsions interfaciales résultent du poids flottant des particules chevauchantes. Cette force produit des ménisques incurvés dans les deux fluides, similaires aux courbes trouvées à la surface de l’eau lorsqu’elle touche un verre.

Dans leur étude, les chercheurs ont abordé ce problème numériquement en utilisant des techniques de simulation d’écoulements polyphasiques, capables de décrire avec précision comment la dynamique interfaciale était couplée aux écoulements dans la majeure partie de chaque fluide. Cela leur a permis d’explorer comment les forces de traînée sont affectées par les déformations de l’interface, qui dépendent de facteurs tels que la densité des deux fluides et de la particule, et les angles de contact entre les trois substances. L’équipe de Loudet a révélé que pour certaines valeurs de ces paramètres, de grandes forces de traînée ne correspondent pas nécessairement à de grandes distorsions interfaciales, et que des forces de traînée plus faibles peuvent même être atteintes par des distorsions non planes.



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Référence du journal :

  1. J. -C. Loudet, M. Qiu, J. Hemauer, J. J. Feng. Force de traînée sur une particule à cheval sur une interface fluide : influence des déformations interfaciales. The European Physical Journal E, 2020; 43 (2) DOI : 10.1140 / epje / i2020-11936-1

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Springer. « La distorsion n’est pas un frein aux particules chevauchantes. 18 mars 2020.

Springer. (2020, 18 mars). La distorsion n’est pas un frein aux particules chevauchantes. Consulté le 24 mars 2020 sur www.com/releases/2020/03/200318104437.htm

Springer. « La distorsion n’est pas un frein aux particules chevauchantes. www.com/releases/2020/03/200318104437.htm (consulté le 24 mars 2020).