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Les matériaux « mousses » sont des systèmes complexes, multi-échelles, hétérogènes composés par des dispersions concentrées de bulles de gaz séparées par des films liquides minces. De nouvelles mousses se développent tous les jours tant pour des usages industriels que quotidiens dans de nombreux domaines. Citons par exemple les applications dans les produits alimentaires, comme traceurs en médecine, dans les céramiques, dans l’extraction pétrolière et la décontamination des sols, etc.

Les mousses possèdent deux fondamentales qualités : elles possèdent un grand volume avec une surface spécifique considérable pour une très faible fraction de liquide et d’autre part, elles ont des propriétés mécaniques remarquables. Toutefois, il est difficile d’obtenir des mousses qui ne s’écroulent pas sur elles-mêmes sur un long temps. Des chercheurs du LICORNE (Laboratoire des Interfaces Complexes et de l’Organisation Nanométrique) de l’ECE ont participé en collaboration avec des chercheurs du LPS (Laboratoire de Physique des Solides) de l’Université Paris-Sud à une étude sur la formation de mousses ultrastables qui vient d’être publiée dans la très prestigieuse revue scientifique Angewandte Chemie.

Dans cette contribution, des mousses ultrastables sont fabriquées simplement en ajoutant du sel (chlorure de sodium (NaCl) ou chlorure de potassium (KCl)) à des molécules de savon chargées négativement (spécifiquement des molécules de SDS, molécules de savon courantes et industriels). L’addition de forte concentration en sel amène à la précipitation des molécules de savon sur les surfaces des bulles de gaz de la mousse et à la formation de cristaux de savon à l’interstice entre les bulles : la conséquence est que la mousse est stabilisée pour un temps infini. Seule une augmentation significative de la température entraine l’écroulement de la mousse. L’utilisation de KCl a été montrée plus efficace que l’addition de NaCl.

Dans ce projet, les chercheurs du LICORNE de l’ECE sont intervenus dans la détermination par diffusion de neutrons aux petits angles des structures cristallines formées spécifiquement par l’un ou l’autre des deux sels.

L’approche montrée dans cette étude peut être utilisée dans un futur proche dans de nombreux domaines car elle représente une manière excessivement peu chère, simple et élégante d’obtenir des mousses ultrastables et thermostimulables.  

L Zhang, A Mikhailovskaia, P Yazhgur, F Muller, F Cousin, D Langevin, N Wang, A Salonen, Precipitating Sodium Dodecyl Sulfate to Create Ultrastable and Stimulable Foams, Angewandte Chemie, 55 (33), 9533-9536, 2015. DOI: 10.1002/anie.201503236

Contact: F. Muller, LICORNE, email: fmuller@ece.fr