Max Hohenschutz, Isabelle Grillo, Charles Dewhurst, Philipp Schmid, Luc Girard, Alban Jonchère, Olivier Diat, Pierre Bauduin
[ JColloidInterfaceScience ]
Récemment, il a été montré que les ions de tailles nanométriques faiblement hydratés, appelés superchaotropes, s’adsorbaient fortement sur des surfaces non-ioniques, affectant considérablement les propriétés physico-chimiques de celles-ci en raison d’un effet de charge électrique. Les ions superchaotropes pourraient ainsi servir d’agents stabilisants pour les systèmes colloïdaux non-ioniques. C’est cette hypothèse que nous avons voulu vérifier en étudiant la stabilité de mousses liquides à base de tensioactifs non-ioniques.
Des mousses du tensioactif non ionique BrijO10 (C18:1E10) ont été étudiées avec et sans l’ion Keggin superchaotrope SiW12O404− (SiW). Dans des conditions de drainage libre, il a été montré par analyse d’image et conductivité que SiW stabilisait fortement les mousses à de faibles concentrations faibles, de l’ordre du millimolaire. La diffusion de neutron aux petits angles (DNPA) a permis d’éclaircir ce phénomène sur des mousses contenant moins de 5% d’eau dans un état quasi-stationnaire et produite par moussage lent et continu. En effet la DNPA, et plus particulièrement la DNPA en mode temps de vol qui permet en un cliché d’obtenir une figure de diffusion sur une large gamme de vecteur d’onde, est actuellement la seule technique utilisée pour mesurer l’épaisseur des films de liquides au sein de mousses (3D). Comprendre la structure et le comportement des films, qui constituent la frontière entre deux bulles d’air au sein des mousses, est essentiel pour appréhender la métastabilité d’une mousse. Les nano-ions en s’adsorbant à l’interface eau-air dans les mousses induisent de fortes répulsions électrostatiques entre les interfaces des films de mousse. Cette adsorption produit deux effets notoires observés par DNPA : les films deviennent plus épais, par induction de répulsions électrostatiques, et plus monodisperses en épaisseur avec l’apparition de franges de Kiessig. Un effet similaire est observé avec le tensioactif ionique dodécylsulfate de sodium (SDS) mais dans une moindre mesure et avec un mécanisme différent. En effet, SiW s’adsorbe par l’effet superchaotrope sur les têtes polaires des tensioactifs non ioniques tandis que le SDS s’ancre entre les chaînes alkyles des tensioactifs non ioniques par l’effet hydrophobe.
Le potentiel des ions superchaotropes comme nouveaux stabilisants de mousse est ici démontré. La diffusion de neutron aux petits angles a été ici un outil essentiel pour la compréhension du comportement de stabilisation de mousses par des nano-ions.
