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Auteur(s)
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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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4. Systèmes complexes en solution. Méthode de variation de contraste
La diffusion de neutrons peut être indispensable pour déterminer la structure de solutions complexes qui comportent des diffuseurs appartenant à deux espèces chimiques différentes 1 et 2. C’est le cas des solutions de copolymères ou de polymères adsorbés sur une surface solide pour lesquels l’intensité diffusée :
mélange les facteurs de structure partiels par unité de volume S αβ(q) et les longueurs de contraste Bα .
La base de cette détermination est la méthode de variation de contraste. Elle consiste à utiliser comme solvant un mélange contenant y molécules D et (1 − y) molécules H. La longueur de diffusion cohérente moyenne du solvant b s(y) et la longueur de contraste d’un diffuseur α deviennent :
Deux valeurs particulières de y sont particulièrement...
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BIBLIOGRAPHIE
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(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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