Utilisateur:Juliencc/Brouillon

Colloïdes (notes)[modifier | modifier le code]

vient du grec kolla pour colle. nommés ainsi par Graham car la substance n'était pas perméable à travers une fine membrane.

Colloïde vient du grec kolla (colle), nommé ainsi par Graham en 1861^[1] car la substance ne diffuse pas à travers une membrane semi-perméable.

http://rstl.royalsocietypublishing.org/content/151/183.full.pdf+html?sid=3d357b9e-8a1e-4b97-9611-b053d62ee998

Traditionnellement le domaine colloïdal est défini à partir de quelques lois décrivant un comportement spécifique de la matière pour une échelle caractéristique de ses composants s'étalant du nanomètre au micromètre. Le système colloïdal est un mélange, constitué d'une phase dispersée dans un milieu suspensif (id. phase dispersante)^[2]. La caractérisation principale de ce mélange est l'effet négligeable des effets de gravitation par rapport ceux de l'agitation thermique, dont la conséquence est l'absence de précipitation des particules colloïdales. A l'autre bout de l'échelle, les particules colloïdales doivent être suffisamment grosses pour que ce ne soit pas un mélange vrai (dans lequel les particules sont dissoutes et non suspendues), c'est à dire que ces particules ont une taille supramoléculaire et sont beaucoup plus grosses que les molécules du milieu porteur. De par cette définition, on comprend qu'il ne peut y avoir de suspension colloïdale de type gaz/gaz.

Un colloïde (ou suspension) colloïdale est constitué du mélange d'au moins deux types de particules : un soluté et un solvant. Dans ce mélange, les particules de solutés doivent être suffisament petites pour être soumises à l'agitation thermique et ne pas subir d'effet de précipitation (dû à la gravité) et suffisamment grosses pour que ce ne soit pas un mélange vrai (dans lequel les particules sont dissoutes et non suspendues), c'est à dire que les solutés ont une taille supramoléculaire et sont beaucoup plus gros que les particules de solvant. De par cette définition, on comprend qu'il ne peut y avoir de suspension colloïdale de type gaz/gaz.

Egelstaff - An introduction to the liquid state http://books.google.fr/books?id=5PGqdzSUB-IC&printsec=frontcover&dq=egelstaff+liquid&lr=&as_brr=3#PPP1,M1

http://books.google.fr/books?id=SxjRHqKMa4YC&printsec=frontcover&dq=collo%C3%AFds&as_brr=3#PPA1,M1

Notes et références[modifier | modifier le code]

↑ Liquid Diffusion Applied to Analysis. Phil. Trans. R. Soc. Lond. 1861 151, 183-224
↑ Le terme phase est ici à manipuler avec précaution car il désigne habituellement l'état du système lui-même. C'est pourquoi, dans certains cas, de nombreux auteurs préfèrent parler de particules de solutés baignant dans un solvant pour évoquer les gouttes ou les solides en suspension.

Néma (notes)[modifier | modifier le code]

Les molécules composant le nématique ont une forme cylindrique, la plupart des propriétés caractéristiques des nématiques en découle. Ainsi, le fluide nématique diffère du liquide isotrope par l'alignement spontané des molécules. La phase nématique nait de cet ordre d'orientation des molécules à grande distance, c'est un comportement collectif. L'orientation moyenne des molécules est appelée le directeur ${\vec {n}}$ et est définie à $\pi$ près.

La substance est biréfringente, optiquement uniaxe positif. L'observation d'un échantillon au microscope montre des fils à l'intérieur. En référence à ces défauts, observés dans les fluides cristallins de O. Lehman, G. Friedel nomma cette phase « nématique » (du grec νεμα « fil »).

Si la viscosité de la phase nématique est du même ordre de grandeur que celle de la phase liquide isotrope, une forte anisotropie existe, la substance coule plus facilement lorsque l'écoulement est dans le sens du directeur que lorsqu'il est dans un plan perpendiculaire.

Le diagramme de phase classique est modifié, la phase nématique s'intercalant entre la phase liquide et la phase solide (ou/et une phase smectique le cas échéant), cetaines substances possédant un point triple liquide-nématique-solide et d'autres acceptant la phase nématique pour une pression nulle (chandra p.27).

Application principale : les écrans plats.

References[modifier | modifier le code]

http://books.google.fr/books?id=GYDxM1fPArMC&printsec=frontcover&dq=liquid+crystals&lr=#PPR13,M1 (Liquid Crystals livre de S. Chandrasekhar Cambridge university press 2nd edition 9780521417471)

http://books.google.fr/books?id=uSRBr8i-fycC&printsec=frontcover&dq=liquid+crystals&lr=#PPA1,M1 (Liquid crystals, livre de H. Stegemeyer, Steinkopff Darmstadt Springer New York 3798509247)

http://books.google.fr/books?id=GBeDkKpZ5VQC&printsec=frontcover&dq=liquid+crystals&lr=&as_brr=3#PPA12,M1 (Introduction to liquid crystals, de P. Collings et M. Hird Taylor & Francis 9780748404834)

http://books.google.fr/books?id=0Nw-dzWz5agC&printsec=frontcover&dq=liquid+crystals&lr=&as_brr=3 (livre de PGG et J. Prost 2nd edition)

(en) P.G. de Gennes, J. Prost, The Physics of Liquid Crystals, Oxford Clarendon Press, Oxford, 1974. (ISBN 9780198517856)
Ouvrage de référence sur le sujet.

http://books.google.fr/books?id=dqxFUy7_vhsC&pg=PA487&lpg=PA487 (Thermodynamics of Flowing Systems, de A. Beris et A. Edwards, Oxford Science publications 9780195076943)

Leclerc, Comte de Buffon, HISTOIRE NATURELLE, GÉNÉRALE ET PARTICULIÈRE, AVEC LA DESCRIPTION DU CABINET DU ROY. Tome Second. 1749.

http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k97491r/f331.image http://www.buffon.cnrs.fr/ice/ice_page_detail.php?lang=fr&type=text&bdd=buffon&table=buffon_hn&bookId=2&pageOrder=323&typeofbookDes=hn&facsimile=off&search=yes&q1=v%FB Histoire_naturelle_(Buffon)

distorsions[modifier | modifier le code]

L'ordre d'orientation se mesure en général à partir du paramètre d'ordre $s={\frac {1}{2}}<3cos^{2}(\phi )-1>$ où $\phi$ est l'angle d'une molécule avec le directeur et la mise entre crochet indique le calcul de la valeur moyenne sur un grand nombre de molécules. A l'instar de la fonction de distribution, cette fonction possède une symétrie cylindrique suivant le directeur. Dans un liquide isotrope, aucune direction n'est privilégiée, on a s=0. Dans le cas d'une parallélité parfaite des molécules, on aurait s=1.

L'énergie libre ne dépend pas de la direction d'orientation moyenne (c'est par exemple l'ancrage aux surfaces qui donne une direction privilégiée). Si la direction varie d'une région à l'autre du nématique, celà induit une distorsion et une augmentation de l'énergie libre.

Comment traduire l'énergie libre en fonction des distorsions spatiales des molécules dans le nématique ? Réponse : par l'expression d'Oseen-Frank (ce qui ne veut rien dire en soi). L'expression comprend 4 termes qui dépendent de l'orientation du directeur (le directeur est défini par l'orientation moyenne des molécules dans un élément de volume du fluide) : Splay : éventail Twist : torsion bend : courbure gauss : ce, quatrième, terme 'de surface' est négligé dans la majorité des cas.

L'expression s'écrit (voir par exemple PPG p.102) :

df={\frac {1}{2}}K_{11}({\vec {\nabla }}.{\vec {n}})^{2}+{\frac {1}{2}}K_{22}({\vec {n}}.{\vec {\nabla }}\wedge {\vec {n}})^{2}+{\frac {1}{2}}K_{33}({\vec {n}}\wedge ({\vec {\nabla }}\wedge {\vec {n}}))^{2}

disinclinaisons[modifier | modifier le code]

Les fils sont des dislocations dans le fluide. Pour comprendre les disinclinaisons il est possible d'utiliser l'approximation d'élasticité isotrope, on pose $K_{11}=K_{22}=K_{33}=K$ .

L'expression se simplifie et devient :

df={\frac {1}{2}}K(({\vec {\nabla }}.{\vec {n}})^{2}+({\vec {\nabla }}\wedge {\vec {n}})^{2})

On considère une ligne de disinclinaison le long de l'axe z, le directeur étant contraint dans le plan (x,y) et fait un angle $\theta$ (x,y) avec l'axe x. Le directeur ${\vec {n}}$ s'écrit (cos( $\theta$ ), sin( $\theta$ ),0).

L'expression se calcule alors en fonction de $\theta$ : $df={\frac {1}{2}}K[({\frac {\partial n_{x}}{\partial x}}+{\frac {\partial n_{y}}{\partial y}})^{2}+({\frac {\partial n_{y}}{\partial x}}-{\frac {\partial n_{x}}{\partial y}})^{2}]={\frac {1}{2}}K[({\frac {\partial \theta }{\partial x}})^{2}+({\frac {\partial \theta }{\partial y}})^{2}]={\frac {1}{2}}K[{\vec {\nabla }}\theta ]^{2}$

Cette énergie libre est minimale lorsque $\Delta \theta =0$ (F. C. Frank Discuss. Faraday Soc. 25, 19 (1958))

Les solutions $\theta$ =constante correspondent à un champ uniforme.

Les solutions sont du type $\theta$ = m $\phi$ + constante où $tg(\phi )=y/x$ avec m entier ou demi-entier car le directeur est défini à $\pi$ près(voir par exemple PGG p.171), la constante ne correspondant qu'à une rotation autour de la disinclinaison. Cette équation permet de tracer les configurations du directeur correspondant aux différentes disinclinaisons observées, avec une singularité au centre.

L'énergie de la distorsion s'écrit alors : $F=\int _{V}fdV={\frac {1}{2}}K\int _{r_{c}}^{r}(m/r)^{2}2\pi rdr=Km^{2}\pi ln(r/r_{c})$ où $r_{c}$ est le rayon de coupure que l'on peut estimer en comparant l'énergie du nématique à celle de la phase isotrope.

En présence d'un champ E[modifier | modifier le code]

Moment dipolaire induit ou permanent. Le moment dipolaire vient de la différence de répartition des charges positives et négatives au sein de la molécule. En présence d'un champ électrique E, les molécules tendent à s'orienter paralèllement au champ : alignement des moment et polarisation des molécules. Les molécules alignées crées un champ de polarisation Epol qui contrebalance, en partie, le champ initial E (comme dans un condensateur avec un diélectrique).

Physiquement, le directeur (si la molécule se polarise dans la même direction que celui-ci !) doit tendre à s'orienter dans la direction où la polarisabilité est la plus forte.

Si on identifie l'axe z avec celui du directeur, la matrice des constantes diélectriques s'écrit :

{\epsilon }={\begin{pmatrix}\epsilon _{1}&0&0\\0&\epsilon _{1}&0\\0&0&\epsilon _{2}\\\end{pmatrix}}

où

\epsilon _{2}

est la constante diélectrique dans l'axe de la molécule (id. axe z ou axe du directeur).

Le vecteur polarisation s'écrit (approximation du premier ordre) : ${\vec {P}}={\epsilon }{\vec {E}}$ ou

$P_{i}=\sum _{j}{\epsilon }_{ij}E_{j}$

où le champ E possède des composantes Ex, Ey, Ez. Initialement, le champ E n'est pas nécessairement aligné avec la molécule (id. chacune des composantes est à priori non nulle).

Couple exercé sur le directeur par le champ E : ${\vec {\Gamma }}={\vec {P}}\wedge {\vec {E}}$

Les composantes du couple sont donc : $({\Gamma }_{x},{\Gamma }_{y},{\Gamma }_{z})$ où ${\Gamma }_{z}$ (rotation autour de l'axe z) est nulle (se voit par symétrie ou par le calcul). Et pour les composantes x,y :

${\Gamma }_{x}=(\epsilon _{1}-\epsilon _{2})E_{y}E_{z}$ , ${\Gamma }_{y}=(\epsilon _{2}-\epsilon _{1})E_{x}E_{z}$ .

Si la différence $\epsilon _{2}-\epsilon _{1}$ est négative, le couple tend à aligner le directeur (c'est bien lui qui bouge) perpendiculairement au champ, s'il est positif, le directeur tend à s'aligner au champ.

Conséquence de l'anisotropie diélectrique : la biréfringence.

Note : lorsque je trace l'énergie libre de mon système le long d'une isotherme en fonction de la concentration, si deux points de la courbes ont même tangente (pas forcément sur les minimas, sinon c'est qu'ils ont la même "hauteur"), alors ce sont 2 points de coexistence (=égalité des potentiels chimiques).

Estimation vitesse des e-[modifier | modifier le code]

Le courant I dans un fil est une mesure du débit de charges électriques. Prenons un fil de section 1 mm² traversé par un courant de 0,1 A, ce qui correspond par définition à 0,1 C/s. Comme chaque électron porte une charge de 1,6 10^-19 C, ceci correspond à un nombre de 6,2 10¹⁷ électrons qui traversent la section du fil chaque seconde. En supposant que chaque atome libère un électron libre, le volume d'un atome étant de 2 10^-29m³, le volume occupé par ces électrons est de 1,2 10^-11 m³. Il faut donc une vitesse de 1,2 10^-5 m/s aux électrons pour qu'ils puissent passer à travers la section du fil en une seconde.

Supposons un courant de 0,1 A = 0,1 C/s. Comme chaque électron porte une charge de 1,6 10-19 C, ceci correspond à un nombre d'e- n de 6 10^17 e- /s qui traversent une section du fil. En supposant qu'il y a un électron libre par atome de métal, le volume occupé par les électrons libres est autant de fois le volume d'un atome, soit n*(270 10^-12 m)^3=n*2 10^-29 m^3=1,2 10^-12 m^3. Si la section du fil est de , il faut une vitesse de 1,2 10^-6 m/s aux électrons pour qu'ils puissent passer à travers cette section en une seconde.

Hydre[modifier | modifier le code]

http://doris.ffessm.fr/fiche2.asp?fiche_numero=525 http://en.wikipedia.org/wiki/Hydra_(genus) (Mode de vie et caractéristiques des Hydra) http://en.wikipedia.org/wiki/Diffusion (comment respire l’Hydra)

Observation de Leeuvenhoek p20 Appelation polype par réaumur p18

-- -- -- http://www.cnrtl.fr/definition/hydre

A. − MYTHOL. Serpent monstrueux à sept têtes qui repoussaient, à raison de deux pour une, à mesure qu'on les tranchait. Hercule tua l'hydre de Lerne (Ac.). − P. métaph. [Symbole du mal qui se renouvelle ou s'étend dangereusement sans qu'on puisse le détruire] Quand Bossuet descendit dans la carrière, la victoire ne demeura pas longtemps indécise; l'hydre de l'hérésie fut de nouveau terrassée (Chateaubr., Gén., t. 1, 1803, p. 5). Il était clair que l'hydre de l'anarchie était sortie de sa boîte et qu'elle se démenait dans le quartier (Hugo, Misér., t. 2, 1862, p. 402). L'hydre fasciste qui a presque submergé le monde d'un flot de sang (Déclar. univ. Homme, 1949, p. 12). B. − ZOOL. Polype d'eau douce, de très petite taille, ayant la faculté de régénérer les parties de son corps qui lui sont enlevées, dont la reproduction a lieu par bourgeonnement et par œufs, et appartenant à la classe des Hydrozoaires : Le zoologiste belge Brien a élevé des Hydres dans des conditions favorables seulement au bourgeonnement (constance du milieu, élimination des déchets par repiquage); des bourgeons se détachent de l'Hydre-mère et, placés en cultures isolées, deviennent à leur tour la souche de lignées de bourgeons qui eux-mêmes sont cultivés isolément. Dans ces conditions, l'Hydre apparaît comme immortelle. Hist. gén. sc., t. 3, vol. 2, 1964, p. 676. REM. 1. Hydrocoralliaires, subst. masc. plur. Sous-classe de Cœlentérés appartenant à la classe des Hydrozoaires et vivant dans les récifs de coraux qu'ils contribuent à former (cf. Zool., t. 1, 1963, p. 480 [Encyclop. de la Pléiade]). 2. Hydrozoaires, subst. masc. plur. Classe de Cœlentérés possédant des formes polypes et des formes méduses (cf. Zool., t. 1, 1963, p. 471 [Encyclop. de la Pléiade]). Prononc. et Orth. : [idʀ̥]. Att. ds Ac. dep. 1694. Étymol. et Hist. 1. a) ca 1250 myth. ydre (R. de Fournival, Bestiaire d'amour, éd. C. Segre, 67); b) 1762 fig. « petit polype d'eau douce » (Ch. Bonnet, Considérations sur les corps organisés, t. 1, XI, § 190); 2. 1562 « serpent d'eau » (A. du Pinet, L'histoire du monde de C. Pline Second, t. 1, livre 6, p. 225). 1 empr. du lat. class. hydra « hydre de Lerne », lui-même empr. du gr. ύδρα, de même sens (de ύδωρ « eau »). Linné a donné le nom d'hydre à des polypes d'eau douce à bras en forme de cornes dont les phénomènes de régénération lui évoquaient la fameuse hydre de Lerne (Cottez, p. 189); 2. du lat. hydrus (subst. masc.) « serpent d'eau » (gr. ύδρος « id. »). Hydre est parfois masc. chez certains auteurs (Du Bellay, Ronsard v. Hug.; La Fontaine, V. Hugo ds Littré) comme dans les lang. anc. Fréq. abs. littér. : 256. Fréq. rel. littér. : xixe s. : a) 313, b) 841; xxe s. : a) 339, b) 165. Bbg. Delb. Matér. 1880, p. 169.

-- -- -- Larousse

hydre nom féminin (latin hydra, du grec hudra)

Petit hydraire solitaire et nu des eaux douces, en forme de sac allongé long de quelques millimètres, fixé par une sole à un support et portant à son extrémité libre une couronne de 6 à 10 tentacules munis de cnidoblastes. L'hydre se nourrit d'animalcules, en particulier de petits crustacés, paralysés par le poison des cnidoblastes. Elle peut se déplacer soit en rampant sur sa sole, soit en culbutant alternativement sur sa sole et sur sa bouche. Outre sa reproduction sexuée, l'hydre peut se couper spontanément en deux ou trois morceaux dont chacun régénère un animal entier. La couleur verte de l'hydre est due à des algues unicellulaires, les chlorelles, avec lesquelles l'hydre vit en symbiose permanente.

-- -- -- EU

Pour les zoologistes, les hydres ne sont nullement des bêtes fabuleuses, mais bien au contraire de minuscules et inoffensifs animaux d'eau douce, au corps en forme de poche allongée, muni d'un seul orifice entouré de fines tentacules. Le terme d'hydre a été créé par Linné (1735) pour désigner de petits polypes solitaires dulçaquicoles capables de bourgeonner activement. Les hydres appartiennent à l'embranchement des Cnidaires où elles constituent un ordre distinct au sein de la classe des Hydrozoaires. Leur structure est si simple que, pendant fort longtemps, on a pensé que toutes les particularités structurales et fonctionnelles des Métazoaires étaient résumées et simplifiées dans ces organismes qui ont, pour cette raison, fait l'objet de très nombreuses recherches.

1. Position systématique

La nature animale des hydres (et aussi de tous les autres Cnidaires) n'a été clairement établie que dans la première moitié du xviiie siècle. Tantôt considérées comme « herbes marines à fructifications inconnues » (Tournefort), tantôt comme intermédiaires entre végétaux et animaux ou « zoophytes » (Aristote, Pline), elles ont été classées pour la première fois dans le règne animal par Peysonnel (1725), en raison de l'odeur de corne brûlée qu'elles dégagent lorsqu'on les calcine !

On doit à un remarquable mémoire de Trembley (1744) la reconnaissance définitive de leur nature animale, en dépit de toutes leurs apparences végétales (couleur verte de certaines espèces, rapidité de la régénération et du bourgeonnement, possibilité de réaliser des greffes, etc.). L'observation par Trembley de la nutrition de l'hydre par capture de petites proies fut un argument décisif. Trembley, heureusement, ne connaissait pas de plantes carnivores !

Souvent regroupées au sein de la classe des Hydraires avec les Leptolides (ou Hydraires sensu stricto), dont elles possèdent l'organisation anatomique, elles sont toutefois isolées dans un ordre distinct en raison de leurs nombreux caractères particuliers : écologie dulcicole, vie solitaire, absence de périderme, modalités de leur reproduction sexuée... Les hydres renferment un petit nombre d'espèces à large répartition géographique. On leur adjoint quelques espèces marines ou d'eaux saumâtres à structure très régressée (Protohydra leukarti de la Baltique et de la mer du Nord).

2 Morphologie et anatomie de l'hydre verte L'hydre verte, Chlorhydra viridissima, a la forme d'un sac allongé mesurant quelques millimètres de long ; elle vit en eau douce, fixée sur les plantes aquatiques par l'extrémité dite inférieure de son corps, étalée en disque adhésif. L'estrèmité opposée, dite supérieure, est percée d'un orifice unique autour duquel se dispose une couronne de huit à dix tentacules très grêles. En été, des bourgeons s'observent généralement dans la partie inférieure de la colonne (cf. figure). La couleur de l'hydre verte est due aux algues microscopiques qu'elle héberge dans ses cellules endodermiques.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

P. Brien, « Contribution à l'étude des hydres d'eau douce (Hydra fusca, H. viridis, H. attenuata). Croissance et reproduction », in Bull. Soc. zool. France, no 764, 1951

« Biologie de la reproduction animale, blastogenèse, gamétogenèse, sexualisation », in Les Grands Problèmes de biologie, Masson, Paris, 1966

A. Burnett, The Biology of Hydra, Acad. Press, New York, 1973

L. Muscatine & H. Lehnoff, Cœlenterate Biology, ibid., 1974

A. Trembley, Mémoire pour servir l'histoire d'un genre de polype d'eau douce, Leyde, 1744 http://docnum.u-strasbg.fr/cdm4/document.php?CISOROOT=/coll13&CISOPTR=64958

G. Van de Vyvers, « Étude de la nutrition chez l'hydre d'eau douce (Hydra pirardi Brien) », in Bull. cl. sci. Acad. roy. Belg., t. XXXXVII, 1961.

[1] Liquid Diffusion Applied to Analysis. Phil. Trans. R. Soc. Lond. 1861 151, 183-224

[2] Le terme phase est ici à manipuler avec précaution car il désigne habituellement l'état du système lui-même. C'est pourquoi, dans certains cas, de nombreux auteurs préfèrent parler de particules de solutés baignant dans un solvant pour évoquer les gouttes ou les solides en suspension.

[1]

[2]