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Nanomécanique et dynamique des polymères par microscopie de force en contact intermittent
dc.contributor.author | DUBOURG, Fabien | |
dc.date | 2002-12-13 | |
dc.date.accessioned | 2021-01-13T14:03:48Z | |
dc.date.available | 2021-01-13T14:03:48Z | |
dc.identifier.uri | https://oskar-bordeaux.fr/handle/20.500.12278/25444 | |
dc.description.abstract | Ce travail est une étude des propriétés de matériaux polymères à l'échelle du nanomètre par les modes dynamiques de modulation d'amplitude dit "Tapping" et de modulation de fréquence dit "Non-contact résonant" de la microscopie à force atomique. Il débute par la détermination des origines physiques du contraste d'images obtenues sur des surfaces de coplymères triséquencés. Ce contraste se révèle être dû aux variations nanométriques des propriétés viscoélastiques. L'étape suivante est une évaluation des constantes physiques des deux nanophases du copolymère triséquencé par l'analyse des courbes d'approche-retrait en modulation d'amplitude. Pour cela nous décrivons les effets sur l'oscillateur des interactions conservatives et non-conservatives entre la pointe et le polymère. Puis un résultat expérimental charnière montre qu'en mode modulation d'amplitude avec un facteur de qualité Q suffisamment élevé un matériau de raideur locale très faible peut apparaître dur pour l'oscillateur, si bien que sa structure non-déformée peut être déterminée. Ce durcissement apparent implique une réduction de l'aire de contact pointe-surface et par conséquent un Q élevé peut conduire à une amélioration de la résolution sur les matériaux mous en mode modulation d'amplitude. De plus ces résultats montrent que la variation du facteur de qualité Q permet d'accéder sélectivement aux propriétés mécaniques ou topographiques. La troisième et dernière partie est une étude de la dynamique dépendante d'échelle d'un polymère fondu enchevêtré, le polyisoprène ou caoutchouc d'Hévéa. Cette étude utilise le mode modulation de fréquence avec un facteur de qualité Q très élevé. Une transition entre deux types de mouvements moléculaires de temps de relaxation très différents est créée et détectée par l'oscillateur. La transition entre une relaxation moléculaire locale de type Rouse et une relaxation par reptation forcée amène un changement radical de l'énergie à fournir pour maintenir une amplitude d'oscillation constante de la nanopointe. | |
dc.description.abstractEn | This work is a study of nanoscale properties of polymers using Tapping and Non-Contact AFM (NC) oscillatory modes of Atomic Force Microscopy. It starts by the determination of the physical origins of contrast in AFM images of triblock copolymer surfaces. This contrast is shown to be solely due to nanometric variations of viscoelastic properties. In a next step the local physical constants of the two phases of the copolymer are evaluated. We describe the effects on the oscillation parameters of conservative and non-conservative interaction between the nanotip and the polymer. Then a turning point experimental result shows that, in Tapping mode, with a sufficiently high quality factor Q a soft sample can appear as a hard one, so that its unperturbed structure can be revealed. This apparent hardening means a reduction of the minimal tip-sample contact area hence can lead to an improvement of the resolution of soft samples in Tapping-mode. Moreover these result shows that local mechanical-dynamical properties or structure-topography of soft samples can be selectively accessed. The third part is a study of the scale dependent dynamic behaviour of a melt of entangled polymer chains, an hevea rubber sample, with the NC mode and a very high Q factor. A transition between two kinds of molecular motions with widely separated relaxation times is stimulated and detected by the AFM oscillator. This transition from a Rouse-like motion to a disentanglement process leads to a drastic change in the energy necessary to maintain a constant oscillation amplitude of the nanotip. | |
dc.format | application/pdf | |
dc.language | fr | |
dc.rights | free | |
dc.subject | Lasers et Matière dense | |
dc.subject | Nanophysique | |
dc.subject | Microscopie de force dynamique | |
dc.subject | Contact intermittent | |
dc.subject | Non contact | |
dc.subject | Dynamique des polymères | |
dc.subject | Nanorhéologie | |
dc.subject | Lois d’échelle | |
dc.title | Nanomécanique et dynamique des polymères par microscopie de force en contact intermittent | |
dc.type | Thèses de doctorat | |
bordeaux.hal.laboratories | Thèses Bordeaux 1 Ori-Oai | * |
bordeaux.institution | Université de Bordeaux | |
bordeaux.COinS | ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:journal&rft.title=Nanom%C3%A9canique%20et%20dynamique%20des%20polym%C3%A8res%20par%20microscopie%20de%20force%20en%20contact%20intermittent&rft.atitle=Nanom%C3%A9canique%20et%20dynamique%20des%20polym%C3%A8res%20par%20microscopie%20de%20force%20en%20contact%20intermittent&rft.au=DUBOURG,%20Fabien&rft.genre=unknown |