Les noyaux en 1993 : une nouvelle façon d'exister - Cenbg - IN2P3

IlLes molécules amphiphiles - ou surfactants, présentent un intérêt pour 1' étude du comportement dessystkmes bidimensionnels et la croissance épitaxiale, ainsi qu' en biologie - (étude des membranes,congélation d' organes).11 s' agira ici plus précisément d' alcools CnHh(la queue)-OH(1a tête); ils sont peu solubles dans 1'eau, de manière variable selon la longueur de la chaine carbonée.L'expérience a été effectuée sur le montage de la fig. 7a.b (réf. 4) à partir d' une source onduleur sur1' harmonique 3 à 9 keV; cette énergie est transmise avec une bande passante plus étroite (= 10 - )par une lame courbée monochromatnce en diamant 111. Cette lame est légèrement inclinée de manièreà obtenir un angle d' incidence sur 1' eau de 2 rnrad (0 = 0,85 03, la section du faisceau étant de 100pm en vertical et de 2 mm en horizontal. L' intensité incidente sur 1' échantillon est contrôlée, enamont, à 1' aide d'une feuille de kapton diffusant une faible part du faisceau vers un détecteur(scintillateur NaI). Les faisceau diffractés par 1' interface eau-alcool sont analysés par un détecteursolide sensible à la position en vertical, aprés collimation horizontale de 1.65 mrad par fentes desouer.La fluctuation de la topologie de surface (ilôts cristallins en mouvement lent) conduit à tourner la cuved' eau pendant la mesure à 1' échelle de la minute, pour moyenner 1' information.La fig. 8a montre pour le 1-dodécanol (alcool défini plus haut, avec n=12) la diffraction dans le plan(balayage en Q). I1 s' agit du pic (1, O) de la maille de surface, maximum en Qy = 1,5 A-l. LIinverse de la largeur du pic A&= 7,3 10-3 A-1 donne une longueur de cohérence - dimension surlaquelie les positions atomiques restent régulières. supérieure à 2500 A. Le détecteur linéaire, placé àun angle horizontal 20 d intensité maximale, permet d' enregistrer simultanément les intensités de latige de Bragg (fig. 8b): elles sont centrées sur la position horizontale QZ = O, ce qui signifie que leschaines sont alignées dans des plans verticaux.Une étude systématique des différents alcools (i.e. en fonction de n) montre que 1' épaisseur de lamonocouche est plus mince que la longueur des chaines : soit les chaînes ne seraient pas verticales (encontradiction avec les résuitats précédents), soit eues effectueraient de petits mouvements autour de laverticale.Des mesures dans le plan à différentes températures (fig. 8c pour le dodécanol) conduisent à un fortcoefficient de dilatation, proche de 10-5 K-1 près de la température de fusion bidimensionnelle de39°C. On peut montrer que ce résuitat nt est pas mis en cause par la variation de pression superficielleavec la température. L' approche de la température de fusion se traduit par une décroissance de 1'intensité. Les variations suivant le nombre n montrent que le caractère de premier ordre - un effet dupremier ordre est abrupte, un effet du second ordre est plus progressif - de la transition décroit pourles chaines courtes.Les résultats p&&ents et notamment 1' absence de pics d' ordre supérieurs à (1, O) permettent dedéaire la maille de surface comme étant hexagonale avec, en position fluctuante autour des noeuds,des chaines en rotation autour de la verticale. De plus, les chames longues ne seraient pas corn plètementétirées.