7.3. RESULTATS PRELIMINAIRES DE DYNAMIQUE
Les mesures de dynamique moléculaire du D-glucose
confiné dans des MCM-41, par QENS, ont été
réalisées au NCNR sur les spectromètres DCS85
et HFBS86. Les poudres, introduites dans des porte-
échantillons cylindriques d'espace annulaire 0,4 mm, ont
été scellées, puis placées dans un cryostat dans
lequel la température est régulée à #177; 1 K.
Les trois échantillons MCM-A1, MCM-A2 et MCM-A3 ont
été mesurés sur le DCS à 270 et 300 K avec une
longueur d'onde incidente de 6 Å, correspondant à une gamme de Q
comprise entre 0,25 et 1,93 Å-1, et pour une résolution
de 57p,eV.
Ces mesures, que nous avons réalisées
récemment, sont encore en cours de traitement, mais nous avons fait le
choix de présenter ici quelques résultats préliminaires
tirés des mesures réalisées sur l'échantillon
MCM-A2.
Les fonctions de diffusion S(Q,E) de l'échantillon
MCM-A2 à 270 et 300 K ont été ajustées à
l'aide de la combinaison de fonctions théoriques suivantes : une
fonction delta, deux fonctions Lorentziennes L(Wt, E) et une ligne de base. La
largeur à mi-hauteur de la Lorentzienne étroite W1 tirées
de ces ajustements sont tracées en fonction de Q2. (Figure
82)
0,15
0,05
0,1
0
270 K (MCM-A2)
300 K (MCM-A2)
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
C-2 (+-2)
Figure 82 : Largeur à mi-hauteur de la Lorentzienne
étroite W1 en fonction de Q2.
Ce qui ressort ici avant tout, c'est un
rétrécissement de la largeur à mi-hauteur de la
Lorentzienne étroite lorsque la température diminue, ce qui se
traduit physiquement par un ralentissement général de la
dynamique des espèces présentes en solution. Les coefficients de
diffusion du D-glucose à 270 et 300 K ont été
trouvés égaux à (0,6 #177; 0,3)×10-5
cm2s-1 et (0,46 #177; 0,99)×10-5
cm2s-1 respectivement. Si l'on compare ces valeurs
à celles déterminées dans le cas des solutions à
280 K, Dsolutk'n = (0,31 #177; 0,06)×10-5
cm2s-1, ou dans le cas des gels à 300 K,
Dgel = (0,6 #177; 0,1)× 10-5
cm2s-1, nous pouvons alors remarquer une diminution de la
dynamique translationnelle d'au moins 20%. Ces valeurs
déterminées pour l'échantillon le moins concentré
(14,2%), sont les toutes premières présentes dans la
littérature. Cette diminution marque ainsi une première
étape intéressante puisqu'elle définit une limite minimale
de taille de pore en dessous de laquelle un effet sur la dynamique est
observé. Il faut tout de même garder en tête qu'il ne s'agit
là que de résultats préliminaires, et que ces valeurs du
coefficient de diffusion doivent être affinées.
7.4. CONCLUSION GENERALE DU CHAPITRE 7
Nous pouvons résumer ci-dessous les résultats
principaux obtenus dans ce chapitre pour des solutions confinées de
D-glucose et d' tréhalose :
Les scans en énergie ont mis en évidence trois
transitions distinctes :
o vers 270 K: fusion du solide non-confiné,
o vers 230 K : fusion du solide confiné,
o vers 90 K: origine à déterminer.
L'aspect coopératif des transitions a pu être
estimé et a mis en évidence un caractère plus vitreux des
solides confinés dans les MCM-41.
L'étude préliminaire de dynamique
moléculaire du D-glucose confiné dans ces mésoporeux a
montré une chute de la diffusion translationnelle d'au moins 20%.
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