Propulsion de micro-particules rigides par une onde acoustique
Orateur : François Nadal
CEA CESTA
Résumé : Les sujets liés au transport et la propulsion de micro-particules ont récemment connu un regain d’intérêt, essentiellement dû aux applications possibles dans les domaines de l’environnement et du biomedical. De petites particules pourraient en effet être utilisées sous peu pour acheminer des substances curatives au sein des fluides corporels et sont d’ores et déjà utilisées pour assainir les eaux usées. Pour obtenir un ensemble de particules "indépendantes", la symmétrie du système doit être brisée localement, c’est-à-dire au niveau de la particule elle-même (particules Janus). Le cas le plus connu est celui des particules bimétalliques (AU-Pt), qui, plongées dans une solution de Peroxyde d’hydrogène génèrent un gradient local de champ électrique et se meuvent par auto-électrophorèse. Des expériences récentes ont montré que les ondes ultrasonores haute fréquence pouvaient être utilisées pour propulser des micro-particules métalliques dans des directions perpendiculaires à la direction de radiation. Dans ce cas, les particules doivent être dissymétriques du point de vue de la forme. On observe alors un mouvement indépendant des particules dans le plan nodal (pression nulle) de l’onde, à des vitesses pouvant atteindre 200 micron/s. Ce phénomène de propulsion "bidimensionnel" est dû à l’effet de l’écoulement rectifié (stationnaire) auto-généré par la particule via le terme non-linéaire des équations de Navier-Stokes. Ainsi, même aux petits nombres de Reynolds, les effets inertiels peuvent avoir des conséquences spectaculaires sur la dynamique des micro-particules, ce qui sera illustré par plusieurs autres exemples.
Date et lieu : le Vendredi 17 Avril 2015 à 11h00, salle de séminaire d’IRPHE