Le laser pour charger sélectivement des particules colloïdales

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Publié le vendredi 25 mai 2012 11:09

De nombreuses méthodes sont maintenant utilisées pour mettre en mouvement des particules colloïdales en suspension. Des physiciens du Laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine (LOMA – CNRS / Univ. Bordeaux 1) viennent de proposer une approche sélective qui pourrait permettre de différencier des particules migrant habituellement de façon semblable. Cette approche repose sur la possibilité de faire acquérir une charge électrique aux seules particules absorbant un faisceau laser de fréquence bien choisie. Ce travail fait l’objet d’une publication dans la revue Physical Review Letters : Charging of heated colloidal particles using the electrolyte Seebeck effect, Arghya Majee et Alois Würger, Phys. Rev. Lett. 108, 118301 (2012).

Les divers ions présents dans une solution ionique ont des mobilités différentes. De surcroit, cette mobilité dépend de la température. En présence d’un gradient de température, cela se traduit par un gradient de densité des ions, et donc par l’apparition d’un champ électrique proportionnel au gradient de température, c’est l’effet Seebeck. Si l’on chauffe une particule en solution, le gradient de température entre cette particule et la solution produit cette même migration de charges. La particule se charge électriquement et alors qu’habituellement la mobilité des ions vient contrebalancer tout champ électrique, il subsiste ici un champ à longue portée. Cet effet est particulièrement important dans un électrolyte d’ions contenant de l’hydrogène, par exemple NaOH, ou des sels organiques. Selon ce travail théorique, une particule micrométrique non-ionique, chauffée et dont la température augmente de 30 kelvin, porte plusieurs centaines de charges élémentaires. Cette « thermocharge » pourrait avoir des applications en microfluidique, par exemple en thermo-électrophorèse, pour le transport sélectif colloïdal ou pour le tri de nanotubes de carbone.