Séminaires Matière Molle et Complexe


Séminaire MMC Loren Jørgensen : « Mouillage des fluides à seuil »

DATE : vendredi 10/02 à 11:00 en salle 120 du 11E
Intervenant : Loren Jørgensen, de l’IUSTI, Marseille,

Les phénomènes de mouillage et la rhéologie des fluides à seuil sont deux domaines de la physique des matériaux mous dans lesquels de grandes avancées ont été faites lors des derniers siècles. De plus ces questions sont d’une grande importance au niveau des applications industrielles, ce qui contribue à leur dynamisme. En revanche, le mouillage des fluides à seuil a été peu étudié, alors que c’est une situation fréquente. En effet, presque tous les fluides rencontrés dans l’industrie et la vie quotidienne sont des fluides à seuil. D’autre part, la connaissance des propriétés de mouillage est cruciale car la plupart des processus font intervenir des interfaces. La difficulté réside dans le caractère fondamentalement hors-équilibre des fluides à seuil, alors que les lois de la capillarité sont valables à l’équilibre.

Je présenterai deux expériences classiques, réalisées avec un fluide à seuil typique (carbopol). La première expérience consiste à mesurer la force d’adhésion d’un pont capillaire, comparée au cas des fluides simples. Les résultats montrent comment la tension de surface apparente est affectée par le seuil. Ils soulignent aussi l’importance de l’histoire de la déformation et de l’élasticité du fluide. La seconde expérience porte sur l’étalement de gouttes sur une surface solide, classiquement décrit par un régime inertiel aux temps courts et la loi de Tanner aux temps longs. On montre ici que la dynamique aux temps courts est influencée par la viscoélasticité, et que l’état final est déterminé par le seuil plus que par la loi d’Young-Dupré.

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Séminaire département MMC : Jean-baptiste SALMON (laboratoire du futur, Bordeaux)

DATE : 03 février 2017
Salle 120 – IPR

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Séminaire MMC : J.B. Salmon / Séchage de gouttes de fluides complexes en géométrie confinée

DATE : 3 février 2017 à 11h00 en salle 120 Bât. 11E.

Jean-Baptiste SALMON,
LOF, UMR 5258 CNRS/Solvay/Université de Bordeaux

Nous avons développé une méthode simple pour explorer de manière hors-équilibre le diagramme des phases d’un fluide complexe : l’observation du séchage d’une goutte confinée entre deux plaques de verre (Fig.) J’illustrerai grâce à deux exemples (une solution de copolymères à bloc [1] et une dispersion colloïdale chargée [2]) comment cette méthode permet d’identifier quantitativement plusieurs informations : diagramme des phases, activité de la solution et coefficient de diffusion collectif. Cette géométrie permet aussi de mettre en évidence un régime particulier de convection naturelle, où la convection induit un écoulement qui ne perturbe en rien le gradient de densité qui la produit [3].

[1] Confined drying of a complex fluid drop: phase diagram, activity, and mutual diffusion coefficient, L. Daubersies, J. Leng, and J.-B. Salmon, Soft Matter 8, 5923 (2012)

[2] Confined drying of a complex fluid drop: phase diagram, activity, and mutual diffusion coefficient, C. Loussert, A. Bouchaudy, and J.-B. Salmon, Phys. Rev. Fluids 8, 084201 (2016)

[3] Solutal convection in confined geometries: enhancement of colloidal transport, B. Selva, L. Daubersies, and J.-B. Salmon, Phys. Rev. Lett. 108, 198303 (2012)

Fig: Vision schématique de la goutte confinée

(diamètre » 2 mm, diamètre des plaques » 8 cm)

 

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Séminaire département MMC : Mathieu PINOT (IGDR)

DATE : 20 janvier 2017
salle 120 – IPR

 

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Séminaire MMC : Role of mechanical tensile forces in cell fate acquisition

DATE : Vendredi 20 Janvier 2017, 11h
               Salle 120, Bat.11E

Intervenants : Mathieu Pinot, Marion Daudé, Karen Bellec, Roland Le Borgne
Institute of Genetics and Development of Rennes, CNRS UMR 6290, team ‘Epithelia Dynamics and Mechanics- polarity, division and fate acquisition’.

During the development, epithelial tissues must grow or regenerate to maintain their integrity. This is achieved thanks to epithelial cell division that lead to a new interface between daughter cells. The formation of these new interfaces is controlled by tension forces generated by the intracellular acto-myosin network and transmitted by adherens junctions composed of E-Cadherin. Moreover, epithelia are mosaics tissues composed cells of distinct identities exhibiting different bio-mechanical properties and fulfilling the functions of a given epithelium. However, the interplay between mechanical tensile forces and acquisition of cellular identity remains unknown.
We used dorsal thorax of Drosophila pupae that consists in a single-layered neuroepithelium that produces epidermal cells that divide symmetrically and sensory organ precursor cells that divide asymmetrically to generate an anterior pIIb and a posterior pIIa daughter cell. The acquisition of cell identity is controlled through the differential activation of Notch by the ligand Delta present on the surface of adjacent cells. It has been proposed that the sorting of Notch receptor and ligand Delta along the apical-basal axis of epithelial cells during cytokinesis is a mechanism for controlling the activation of the pathway. In particular our previous studies led to the proposal that Delta/Notch interaction is localized at the level of adherens junctions where mechanical tensile forces occur.
To investigate the interplay between Notch activation pathway and mechanical forces, we used laser nano-dissection to ablate new formed adherens junctions and we measured the resulting relaxation of the network to evaluate the local ‘tension’ properties. We observed a progressive acquisition of tensile forces during cytokinesis, corresponding to a switch from a ‘low’ to a ‘high’ tense interface. Measurements performed on junction resulting of symmetric division present a ‘high-tense’ behaviour whereas pIIa/pIIb interface resulting of asymmetric division present a ‘low-tense’ behaviour. We are focusing on the role of regulators of membrane traffic, cell polarity, acto-myosin contractility, to isolate the molecular mechanisms and associated mechanical properties related to Notch activation pathway. Our study aims to investigate the interplay between mechanical properties of interfaces and acquisition of cellular identity.

 

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Séminaire MMC : Giuseppe Pucci « Walking droplets interacting with immersed boundaries »

DATE : Lundi 19 décembre 2016 à 11h00
Salle 120 – Bâtiment 1

Intervenant : Giuseppe Pucci (Department of Mathematics, Massachusetts Institute of Technology, Etats-Unis)

A decade ago, Yves Couder and coworkers discovered that a droplet bouncing on the surface of a vibrating fluid bath can self-propel across the surface through interaction with its own wave field (fig.(a)) [1]. These walking droplets or “walkers” comprise a droplet and its guiding wave, and have been shown to exhibit many features reminiscent of quantum particles [2]. Integrated experimental and theoretical work has rationalized the manner in which chaotic pilot-wave dynamics may give rise to quantum-like statistical behaviour in unbounded geometries, for example, in orbital dynamics as arises when walkers are subjected to an applied body force.

The interaction of walkers with boundaries, as arises in a number of key quantum analogs such as tunneling, motion in a confined circular corral, and diffraction and interference from single- and double-slits, remains relatively poorly understood.

I here present the results of a combined experimental and theoretical investigation of walkers interacting with submerged boundaries. First, we revisit the pioneering experiments of Couder & Fort [1] on diffraction and interference from single- and double-slit  geometries, showing that the behaviour of walkers in such geometries is dominated by a wall effect, in contrast with Couder & Fort’s results. Motivated by the walker-wall interaction observed in the slit experiments, we explored the interaction of a walker with a planar wall, that gives rise to non-specular reflection (fig.(b)) [3]. Finally, I will consider the case of walkers crossing a linear step corresponding to a reduction in bath depth. Here the walker is refracted and satisfies an effective Snell-Descartes law in which the component of momentum parallel to the step is conserved (fig.(c)).

giuseppe[1] Y. Couder and E. Fort. Single-particle diffraction and interference at a
macroscopic scale. Phys. Rev. Lett. 97, 154101 (2006).
[2] J. W. M. Bush. Pilot-wave hydrodynamics. Ann. Rev. Fluid Mech. 47:269-292
(2015).
[3] G. Pucci, P. J. Sáenz, L. M. Faria and J. W. M. Bush. Non-specular reflection of
walking droplets. J. Fluid Mech. 804: R3 (2016). »

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Séminaire François Guillard : Forces dans les milieux granulaires -Bandes de compactions dans les granulaires fragiles

DATE et LIEU : Vendredi 16 décembre 2016 à 11h00
Salle 120 – Bât 11E

Intervenant : François Guillard, School of Civil Engineering The University of Sydney NSW 2006 Australia

Résumé :  Lorsqu’un objet se déplace dans un milieu granulaire, il subit des forces de traînée, qui tendent à contrecarrer son mouvement, et des forces de portances qui le poussent vers la surface. Les caractéristiques de ces forces sont étudiées expérimentalement, numériquement et théoriquement, ainsi que leurs conséquences sur les propriétés et la rhéologie des milieux granulaires.
D’autre part, si les forces appliquées sont élevées ou les particules constituant le milieu sont fragiles, les grains sont susceptibles de se briser. Dans certaines conditions cela peut entraîner les formation de bandes de compactions se déplaçant dans le matériau, mettant en évidence la grande richesse de comportements des milieux poreux fragiles.

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Séminaire Département MMC : Jérôme CRASSOUS « Locomotion d’insectes sur des pentes granulaires »

DATE : 9 décembre 2016
salle 120 – IPR

Résumé : « Nous discuterons d’expériences sur le mouvement d’insectes et d’objets inertes sur une pente granulaire au voisinage de l’angle d’avalanche. Nous montrerons que si des objets très légers ou très lourds sont en équilibres stables, les objets de tailles intermédiaire sont eux en équilibres instables. Cette instabilité peut-être comprise en considérant une analogie avec les seuils d’érosion et les lois de transport granulaires. L’application de ces résultats au piège du fourmilion sera discutée. »

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Séminaire Département MMC : Arnaud HEMMERLE – « A cohesive granular material with tunable elasticity »

DATE : 2 décembre 2016 à 11h00
Salle 120 – IPR

Intervenant : Arnaud HEMMERLE, Centre Interdisciplinaire de Nanosciences de Marseille

Résumé :
What are the common points between sandstone, ceramics, wet soils, and snowpack? They can be very porous, while remaining cohesive, and controlling their mechanical and fracture properties can be crucial in many situations. Understanding such complex materials requires experiments on simplified systems, where one can finely study relations between various parameters.

We have recently developed a well-defined cohesive granular medium with a tunable elasticity, made of glass beads connected by solidified elastic bonds. This material is similar to wet sand, but where the liquid capillary bridges are replaced by a curable elastomer. I will first show how stiffness, shape, and porosity of the composite can be finely controlled, making it a model system for studies on cohesive porous media. Secondly, I will discuss yielding and fracture of the material, both studied using in-situ X-ray microtomography. Given the generic structure of this model system, the scaling laws between mechanical and geometrical properties that we derive here are of potential interest for other types of disordered cohesive granular media, such as paints or ceramics, for example.

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Séminaire Corinne Nardin : Self-Assembling BIOHBRID Materials

DATE : 18 novembre 2016 – 11h00 –  salle 120

Intervenante : Corinne NARDIN,  
Université de Pau et des Pays de l’Adour – Equipe Physique Chimie des Polymères – 2 av. du Président Angot, 64053 Pau (France)

Résumé :
The synergetic combination of synthetic and natural materials is an exciting topic of research since, on one hand, the theories and methods developed in polymer science might enable the establishment of the mechanisms of structure formation and modes of interaction of biological polymers and macromolecular self-assemblies thereof. On the other hand, the biological soft matter is a source of inspiration to develop materials of academic interests and of high potential for various applications in particular in biology and medicine.
DNA-copolymer self-assembly and the formation of interpolyelectrolyte complexes between nucleic acids and proteins are two examples which illustrate this duality. Self-assembling DNA-copolymers, which are composed of a nucleic acid sequence coupled to a hydrophobic polymer, do self-assemble in dilute aqueous solution and undergo crystallization in thin films like their fully synthetic counterpart. Of higher interest though is that these hybrids do assemble into functional structures, i. e. the nucleic acids engaged in self-assembly retain their capacity of hybridization or of specific recognition. These hybrids are especially designed to develop vectors for either sustained, targeted drug delivery or for gene therapy. Fine tuning of the DNA-copolymer composition to enhance intra-molecular interactions between nucleic acid grafts and the synthetic polymer backbone of a graft/comb DNA-copolymer of suitable composition enabled mimicking the nucleation polymerization into fibrillar structures according to which amyloid proteins self-assemble. These proteins have been identified in several neurodegenerative diseases. Prevent or disrupt their pathogenic macromolecular assembly is the current approach to identify a potential future cure. However, although the analogy between nucleic acids or polypeptides and charged polymers is obvious, few reports in the literature address the formation of interpolyelectrolyte complexes between nucleotide and peptide sequences to prevent or disrupt the macromolecular assembly of amyloids. Interpolyelectrolyte complex formation is an established mechanism in polymer science, which we are exploring to counterbalance the pathogenic association of amyloid proteins.

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