Mixing characterization inside microdroplets engineered on a microcoalescer

We use a microdevice where microdroplets of reagents are generated and coalesce in a carrier continuous phase. The work focuses on the characterization of the mixing step inside the droplets, in the perspective to use them for chemical kinetic data acquisition. A dye and water are used, and an acid–base instantaneous chemical reaction is monitored thanks to a colored indicator. Acquisitions are done with a high-speed camera coupled to a microscope and a mixing parameter is calculated by image analysis. Different angles of bended channels and different ways of coalescence are compared. It is shown that the homogenization of the droplets can be reached in less than 10 ms after coalescence. This is achieved by forcing the droplets to coalesce in a “shifted” way, and later by adding 45◦ angle bends along the channel

Écoulement de gouttes dans des microcanaux : simulations numériques et expériences

La microfluidique est de plus en plus utilisée pour construire un vaste panel d'outils dont les applications concernent, par exemple, l'utilisation de microgouttes comme des réacteurs chimiques. Dans ce papier, on présente une nouvelle méthode de simulation numérique pour des écoulements de deux fluides immiscibles et incompressibles en microfluidique. Cette approche Level Set permet des simulations rapides et précises de l'évolution de gouttes dans des microcanaux. On étudie ici, plus spécifiquement, les dynamiques de mélange au sein des microgouttes : les simulations numériques sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. On retrouve les phénomènes de zones mortes à l'avant et à l'arrière des gouttes. De plus, on met en évidence divers régimes de mélange dans les gouttes, en fonction des différents paramètres, que sont entre autres, le volume des gouttes, les vitesses d'injection, les contrastes de viscosités ou encore le confinement

Étude de quelques changements structuraux dans les fluides complexes à l'équilibre et hors équilibre

Ce travail de thèse est divisé en deux parties dans lesquelles nous abordons l'étude de quelques changements structuraux à l'équilibre et hors équilibre dans les fluides complexes. Dans la première partie, nous démontrons par différentes techniques expérimentales qu'il peut exister dans un mélange de phase lamellaire (comportement non Newtonien) et de phase éponge (comportement Newtonien), des états stationnaires sous cisaillement séparés par des transitions dynamiques. Dans la seconde partie, nous étudions théoriquement la thermodynamique des systèmes micellaires branchés. Nous avons montré que l'existence de connections inter micellaires peut engendrer une séparation de phase entre un réseau saturé de micelles géantes et une solution diluée constituée de micelles sphériques ou de micelles linéaires flexibles.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Mise en œuvre de micro-réacteurs à l’échelle de micro-gouttes : caractérisation du mélange

L’émergence actuelle des micro-réacteurs offre des perspectives intéressantes pour l'acquisition rapide de données physico-chimiques, et notamment les paramètres de cinétique réactionnelle. L'approche qui nous intéresse est la génération et la coalescence de gouttes de réactifs transportées dans une phase porteuse continue. Le "chapelet" obtenu permet de considérer chaque goutte comme un nano-volume réactionnel évoluant régulièrement le long du canal. L'objet de notre présentation est alors de déterminer et d'optimiser le temps d'homogénéisation entre de l'eau et un colorant dans ces gouttes, afin de préciser l’ordre de grandeur des cinétiques chimiques accessibles. Les acquisitions expérimentales sont faites à l'aide d'une caméra rapide couplée à un microscope. Il est montré que l’utilisation de canaux coudés à 45°, ainsi que l’orientation de la coalescence peuvent singulièrement aider au mélange. L'aboutissement est la conception d'un micro-réacteur où le temps d’homogénéisation est de l'ordre de la milliseconde

Generation of Polymerosomes from Double-Emulsions

International audienceDiblock copolymers are known to spontaneously organize into polymer vesicles. Typically, this is achieved through the techniques of film rehydration or electroformation. We present a new method for generating polymer vesicles from double emulsions. We generate precision water-in-oil-in-water double emulsions from the breakup of concentric fluid streams; the hydrophobic fluid is a volatile mixture of organic solvent that contains dissolved diblock copolymers. We collect the double emulsions and slowly evaporate the organic solvent, which ultimately directs the self-assembly of the dissolved diblock copolymers into vesicular structures. Independent control over all three fluid streams enables precision assembly of polymer vesicles and provides for highly efficient encapsulation of active ingredients within the polymerosomes. We also use double emulsions with several internal drops to form new polymerosome structures

Acquisition de cinétique chimique en microréacteur pour le développement rapide des procédés.

Acquisition de cinétique chimique en microréacteur pour le développement rapide des procédés