Tensorial Constitutive Models for Disordered Foams, Dense Emulsions, and other Soft Nonergodic Materials

In recent years, the paradigm of `soft glassy matter' has been used to describe diverse nonergodic materials exhibiting strong local disorder and slow mesoscopic rearrangement. As so far formulated, however, the resulting `soft glassy rheology' (SGR) model treats the shear stress in isolation, effectively `scalarizing' the stress and strain rate tensors. Here we offer generalizations of the SGR model that combine its nontrivial aging and yield properties with a tensorial structure that can be specifically adapted, for example, to the description of fluid film assemblies or disordered foams.Comment: 18 pages, 4 figure

Non-Equilibrium in Adsorbed Polymer Layers

High molecular weight polymer solutions have a powerful tendency to deposit adsorbed layers when exposed to even mildly attractive surfaces. The equilibrium properties of these dense interfacial layers have been extensively studied theoretically. A large body of experimental evidence, however, indicates that non-equilibrium effects are dominant whenever monomer-surface sticking energies are somewhat larger than kT, a common case. Polymer relaxation kinetics within the layer are then severely retarded, leading to non-equilibrium layers whose structure and dynamics depend on adsorption kinetics and layer ageing. Here we review experimental and theoretical work exploring these non-equilibrium effects, with emphasis on recent developments. The discussion addresses the structure and dynamics in non-equilibrium polymer layers adsorbed from dilute polymer solutions and from polymer melts and more concentrated solutions. Two distinct classes of behaviour arise, depending on whether physisorption or chemisorption is involved. A given adsorbed chain belonging to the layer has a certain fraction of its monomers bound to the surface, f, and the remainder belonging to loops making bulk excursions. A natural classification scheme for layers adsorbed from solution is the distribution of single chain f values, P(f), which may hold the key to quantifying the degree of irreversibility in adsorbed polymer layers. Here we calculate P(f) for equilibrium layers; we find its form is very different to the theoretical P(f) for non-equilibrium layers which are predicted to have infinitely many statistical classes of chain. Experimental measurements of P(f) are compared to these theoretical predictions.Comment: 29 pages, Submitted to J. Phys.: Condens. Matte

Soft Dynamics simulation: 2. Elastic spheres undergoing a T1 process in a viscous fluid

Robust empirical constitutive laws for granular materials in air or in a viscous fluid have been expressed in terms of timescales based on the dynamics of a single particle. However, some behaviours such as viscosity bifurcation or shear localization, observed also in foams, emulsions, and block copolymer cubic phases, seem to involve other micro-timescales which may be related to the dynamics of local particle reorganizations. In the present work, we consider a T1 process as an example of a rearrangement. Using the Soft dynamics simulation method introduced in the first paper of this series, we describe theoretically and numerically the motion of four elastic spheres in a viscous fluid. Hydrodynamic interactions are described at the level of lubrication (Poiseuille squeezing and Couette shear flow) and the elastic deflection of the particle surface is modeled as Hertzian. The duration of the simulated T1 process can vary substantially as a consequence of minute changes in the initial separations, consistently with predictions. For the first time, a collective behaviour is thus found to depend on another parameter than the typical volume fraction in particles.Comment: 11 pages - 5 figure

CHAÎNES DE POLYMÈRE ENCHEVÊTRÉES A L'ÉQUILIBRE : FLUCTUATIONS DE L'AIMANTATION NUCLÉAIRE ET DIFFUSION LOCALE ANISOTROPE DES SEGMENTS DE CHAÎNES

Pas de Résumé disponibl

CARACTÉRISATION DE L'INTERACTION MANGANÈSE-TRYPSINE PAR SPECTROSCOPIES RMN ET RPE

L'interaction manganèse-trypsine est étudiée par la relaxation magnétique des protons de l'eau liée à l'ion manganèse et par la spectroscopie RPE de cet ion.The manganese-trypsine interaction is studied by observing the magnetic relaxation of protons of water molecules bound to the manganese ion and by using EPR spectroscopy of this ion

ÉTUDE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE DES PROTONS, DES MOUVEMENTS DE CHAINES DANS LE POLYBUTADIÈNE Cis 1-4 EN SOLUTIONS TRÈS CONCENTRÉES DANS CS2, CCl4, ET C6D6

Les solutions très concentrées de polymères sont étudiées dans le but d'observer l'effet des modifications des interactions de chaînes sur les mouvements spécifiques des monomères. D'une façon générale, les solutions concentrées présentent des systèmes thermodynamiques originaux pour lesquels, dans certains cas, une équation d'état peut être calculée (volume disponible en solution par chaîne, supposé inférieur au volume de la chaîne gaussienne) (*). A cet état thermodynamique correspondent des fluctuations de chaînes qu'il importe de déterminer. Des solutions de 1,5 et 10 molécules de solvant par monomère ont été étudiées (CS2, CCl4, et C6D6). Avec CS2, et CCl4, lorsque la température est abaissée à partir de la température ambiante, les temps de relaxation spin-spin et spin-réseau présentent d'abord une légère discontinuité correspondant approximativement à la température de cristallisation du polymère pur. Cette première discontinuité n'est pas observée dans les solutions correspondant à 10 molécules de CS2 par monomère. On observe ensuite une deuxième variation rapide, de grande amplitude, des temps de relaxation, à des températures nettement supérieures à la transition vitreuse. On peut tenter de relier cette variation rapide à celle observée, très atténuée, sur le polymère pur, dans le même domaine de température et dont l'origine n'est pas encore connue. Si, dans les solutions correspondant à 10 molécules de solvant par monomère, les chaînes ont une conformation de pelote statistique, on peut admettre que les variations de grande amplitude observées sur les temps de relaxation magnétique sont essentiellement liées aux propriétés intramoléculaires des chaînes ; ces propriétés sont atténuées, en solutions très concentrées par la présence d'autres chaînes. Une augmentation générale des temps de relaxation est observée, en présence de solvants, indiquant un déplacement général des densités spectrales d'énergie vers les hautes fréquences. Le benzène cristallise facilement, ses effets sur la relaxation magnétique doivent être considérés différemment