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Auteur(s)
-
Jean-Pierre COTTON : Docteur ès sciences - Physicien au laboratoire Léon Brillouin (CEA-CNRS) - Commissariat à l’énergie atomique (Saclay)
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Àvec une longueur d’onde d’environ 1 nm (10 Å), la diffusion de neutrons aux petits angles est une excellente technique pour déterminer la structure moyenne (conformation) des polymères dans différents environnements.
Les paramètres mesurés sont la masse moléculaire, le rayon de giration, la longueur de persistance ou, plus complètement, la forme du polymère, comme les déterminent la diffusion de lumière et, quelquefois, la diffusion de rayons X aux petits angles.
Comme les sources de neutrons sont rares, bien qu’ouvertes à tous, cette technique est réservée en priorité aux expériences où elle est indispensable. Ce sont donc les expériences qui font intervenir la substitution isotopique comme méthode de marquage qui seront privilégiées. Par exemple, la détermination de la conformation d’un polymère dans son solide en utilisant des chaînes deutériées est une possibilité unique. La méthode de variation de contraste permettant d’obtenir les facteurs de structure partiels de solutions complexes, en faisant varier le pouvoir diffusant du solvant, est une autre possibilité. Elle est appliquée à la détermination de la structure d’une interface de polymères greffés.
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1. Apport de la diffusion de neutrons
Pour une meilleure compréhension du texte, le lecteur se reportera aux références [1] [19] pour la partie théorique.
1.1 Forme de l’intensité diffusée
Afin d’introduire les caractéristiques de la diffusion de neutrons, le plus simple est d’écrire l’intensité diffusée par une solution de n chaînes de polymères comportant chacun N motifs monomères dans un volume V. Soit I (q) cette intensité diffusée par unité de volume en fonction du module vecteur de diffusion exprimé par :
avec :
- λ :
- longueur d’onde du faisceau de neutrons
- θ :
- angle de diffusion
C’est la somme de deux fonctions.
L’une comprend le facteur de forme P (q) du polymère (P (0) = 1) qui correspond aux corrélations de positions entre motifs monomères appartenant à la même chaîne.
L’autre est proportionnelle à S 2 (q), fonction qui traduit les corrélations entre motifs monomères appartenant à des chaînes diffé-rentes :
k est une fonction d’appareil que l’on détermine en faisant des mesures absolues [2].
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Apport de la diffusion de neutrons
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HIGGINS (J.S.), BENOIT (H.C.) - Polymers and neutron scattering (Polymères et diffusion de neutrons) - . 436 p. (1994) Clarendon Press.
-
(2) - COTTON (J.P.) - Introduction to scattering experiments (Introduction aux expériences de diffusion aux petits angles) - . P. Lindner et T. Zemb Éds North Holland. Delta serie p. 3-31 (1991).
-
(3) - WILLIAMS (C.), MAY (R.P.), GUINIER (A.) - Small angle scattering of X rays and neutrons (Diffusion des rayons X et des neutrons aux petits angles) - . Materials Science and Technology chap. 21, vol. 2B p. 1-90 (1993).
-
(4) - WIGNALL (G.D.) - Neutron and X-ray scattering - . Physical properties of polymers Handbook. Éd Mark, AIP p. 299 (1996).
-
(5) - SEARS (V.F.) - Neutron scattering length and cross section (Longueurs de diffusion et sections efficaces des neutrons) - . Neutron News (USA) 3 p. 26-37 (1992).
-
(6)...
ANNEXES
1 Sources de neutrons implantées en Europe
La documentation la plus complète concernant les sources de neutrons mondiales, leurs spectromètres et quelques sujets traités se trouve dans les numéros de la revue « Neutron News » (Gordon and Breach Sc. Pub.), 1er numéro en 1990.
Cette liste comprend le nom des réacteurs, celui des laboratoires chargés de l’exploitation des faisceaux de neutrons et les organismes de recherche dont ils dépendent.
HAUT DE PAGE
• BENSC (Berlin) Berlin Neutron Scattering Center https://cordis.europa.eu/project/id/HPRI-CT-1999-00020/fr
• BNC (Budapest) Budapest Neutron Centre, Research Institute for Solid State Physics of the Hungarian Academy of Sciences http://www.bnc.hu
• ILL (Grenoble) Institut Max von Laue - Paul Langevin, Large Scale Structures Group (LSS) http://www.ill.fr
• GKSS Forschungszentrum Geesthacht http://gkss.de
• KFA (Jülich) Forschungszentrum Jülich, Institut für Festkörperforschung http://www.kfa-juelich.de
• LLB (Saclay) Laboratoire Léon Brillouin, Centre d’études nucléaires de Saclay http://www-llb.cea.fr
• PSI...
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