Alexis Duchesne – Armored bubbles and antibubbles : synthesis and properties
Soap bubbles and antibubbles (drops encapsulated in a thin air layer inside a liquid bath) are fragile and ephemeral. Drainage, evaporation, air dissolution in the liquid or external perturbations are factors that can make them to open.
We will see that the bubbles can be stabilized by saturating their interface with micrometric particles and by using a water/glycerol mixture. These particles, by creating capillary bridges, neutralize the drainage, while the glycerol compensates the liquid film evaporation. The so-called armored bubbles can live for more than 15 months. By immersing a liquid marble, we are able to stabilize antibubbles for more than 80 days. Their aging, and their opening mechanisms (allowing, for instance, to release the liquid and rise the armor up to the surface) can be controlled by using glycerol and by tuning the volume of air entrapped in the antibubble. The aging of these two objects is rationalized by modeling the water absorption and evaporation fluxes. These two new objects unveil innovative perspectives such as humidity controller or liquid microcarrier.
Bulles et antibulles en armure : synthèses et propriétés
Les bulles de savon et les antibulles (gouttes encapsulée dans un film d’air dans un liquide) sont des objets fragiles et éphémères. Le drainage, l’évaporation, la dissolution de l’air dans le liquide ou encore le contact entre les films minces et des impuretés présentes dans les phases externes sont autant de facteurs qui entraînent rapidement leur ouverture.
Nous montrerons que les bulles peuvent être stabilisées en saturant l’interface avec des particules micrométriques et en utilisant un mélange eau/glycérol. Ces particules, en formant des ponts capillaires, suppriment le drainage tandis que le glycérol permet de compenser l’évaporation du film liquide. Les bulles en armure ainsi conçues présentent des temps de vie supérieurs à 15 mois. En immergeant une goutte couverte de particules micrométriques on peut également stabiliser des antibulles pendant plus de 80 jours. Leur vieillissement et les mécanismes d’ouverture (permettant par exemple de libérer le liquide et de faire remonter l’armure à la surface) peuvent être maîtrisés en utilisant du glycérol et en ajustant le volume du film d’air qui entoure l’antibulle. Le vieillissement de ces deux objets a été rationalisé en modélisant les flux d’évaporation et d’absorption d’eau. Ces nouveaux objets offrent des perspectives pour la fabrication respectivement de capteurs d’humidité et de microtransporteurs de liquides.
