Thermodynamical and structural properties of alcohol diacetylenes Langmuir films - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Thermodynamical and structural properties of alcohol diacetylenes Langmuir films

Propriétés thermodynamiques et structurales des films de Langmuir d'alcool diacetylenes

Tomas Rego
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1061197

Résumé

Ionic Liquids (ILs), also known as “molten salts”, are considered a new very promising environment friendly class of material, they are organic salts that due to their crystalline structure display a melting temperature close to room temperature. ILs have seen a rocket-like increase on popularity in the last years and, although they are poorly studied, have already countless applications, with new ones being proposed every day. This project focuses on understanding the behavior and structure of one Ionic Liquid from the imidazolium family ([C18mim][NTf2]) through Langmuir monolayer techniques and the study of similar ionic liquids from the same family ([C12C12im][NTf2] and [C20mim][NTf2]). This study includes macroscopic measures, (π-A) isotherms on pure water and salted water [Na][NTf2] sub phase, microscopic ones, Atomic Force microscopy (AFM), Brewster angle microscopy (BAM), X-ray experiments, carried out at SOLEIL and ESRF synchrotrons and dynamic molecular simulations. For each molecule, the distinct phases present in each isotherm were characterized. Two of the molecules ([C18mim][NTf2] and [C20mim][NTf2]) exhibited the formation of three-dimensional crystals. These crystals were observed and measured with BAM and AFM. The instability of the film formed by these molecules, identified by previous works, was confirmed and resorting to X-ray experiments, plausible explanations were formulated. A better understanding of this ionic family was achieved, although further studies are necessary to confirm some of the theories proposed.
Les liquides ioniques (IL), également appelés «sels fondus», sont considérés comme une nouvelle classe de matériaux très prometteuse et respectueuse de l'environnement, ce sont des sels organiques qui, en raison de leur structure cristalline, affichent une température de fusion proche de la température ambiante. Les IL ont vu leur popularité augmenter extrêmement rapidement au cours des dernières années et, bien qu'ils soient peu étudiés, ilsont déjà d'innombrables applications, de nouvelles étant proposées chaque jour. Ce projet porte sur la compréhension du comportement et de la structure d'un liquide ionique de la famille des imidazolium ([C18mim][NTf2]) par des techniques de monocouche de Langmuir et sur l'étude de liquides ioniques similaires de la même famille ([C12C12im][NTf2] et [C20mim ][NTf2]). Cette étude comprend des mesures macroscopiques, des isothermes (π-A) sur la sous-phase eau pure et eau salée [Na][NTf2], des mesures microscopiques, la microscopie à force atomique (AFM), la microscopie à angle de Brewster (BAM), des expériences de rayons X, réalisées aux synchrotrons SOLEIL et ESRF et des simulations de dynamique moléculaire. Pour chaque molécule, les phases distinctes présentes dans chaque isotherme ont été caractérisées. Deux des molécules ([C18mim][NTf2] et [C20mim][NTf2]) ont présenté la formation de cristaux tridimensionnels. Ces cristaux ont été observés et mesurés par BAM et AFM. L'instabilité du film formé par ces molécules, identifiée par des travaux antérieurs, a été confirmée et en recourant à des expériences aux rayons X, des explications plausibles ont été formulées. Une meilleure compréhension de cette famille ionique a été obtenue, bien que d'autres études soient nécessaires pour confirmer certaines des théories proposées.
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-03958478 , version 1 (26-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03958478 , version 1

Citer

Tomas Rego. Thermodynamical and structural properties of alcohol diacetylenes Langmuir films. Condensed Matter [cond-mat]. Sorbonne Université - Faculté des sciences, 2021. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03958478⟩
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