Les bases de la science des surfaces : Chimie et physique à l'échelle nanométrique
La science des surfaces est un domaine très complexe qui couvre plusieurs disciplines et qui est lié aux interactions chimiques et physiques qui ont lieu lorsque deux phases se rencontrent. Ces interfaces peuvent être solide-vide, liquide-gaz, solide-liquide, solide-gaz, etc. Cet article présente certains des éléments de base de la science des surfaces et la manière dont elle est utilisée.
Quelle est la différence entre une surface et une interface ?
Les termes "interface" et "surface" sont souvent utilisés de la même manière, pour décrire la limite entre deux phases dissemblables. Cependant, il existe une différence entre les deux : une interface est la frontière entre deux régions spatiales occupées par des matériaux dans des états différents (comme le point de rencontre de deux solides ou d'un liquide et d'un solide).
Les surfaces sont souvent définies comme l'interface entre l'air/le vide et la matière. En tant que telles, les sciences des surfaces qui s'intéressent aux matériaux solides sont souvent menées dans des conditions de vide.
Histoire des sciences de la surface
La science des surfaces a été reconnue pour la première fois comme un lien entre la chimie et la physique dans les années 1970, à la suite de recherches qui ont permis de comprendre la catalyse hétérogène, ce qui a conduit à une étude plus approfondie de la chimie des surfaces. Ces recherches ont jeté les bases de la science moderne des surfaces.
Cependant, la science des surfaces remonte à plus loin, car sans conditions de vide, il est extrêmement difficile d'étudier avec précision la chimie et la physique des surfaces solides. La diffraction d'électrons à basse énergie a été utilisée pour la recherche sur l'adsorption d'hydrogène dans les années 1920.
À l'origine, la diffraction d'électrons de faible énergie n'était pas considérée comme adaptée aux applications liées à la science des surfaces, car elle utilisait un faisceau collimaté d'électrons de faible énergie. Ce faisceau observait ensuite les schémas de diffraction et les intensités des électrons réfléchis sur les surfaces. Cela signifie que LEED avait besoin de meilleures méthodes de vide pour être viable d'un point de vue académique.
Une fois qu'il a été possible d'accéder à de meilleures méthodes de vide, l'étude de la chimie des surfaces a pu se poursuivre et progresser.
Science des surfaces et physique et chimie à l'échelle nanométrique
La science des surfaces est un terme qui fait référence à un large éventail de disciplines académiques, couvrant la recherche dans le monde réel ainsi que les industries commerciales. Les chercheurs étudient continuellement la science des surfaces dans des conditions de vide afin de comprendre les caractéristiques d'une série de matériaux. La science des surfaces permet de comprendre des propriétés telles que :
- Phénomènes quantiques
- Piézoélectricité
- Ferroélectricité
- Catalyse
- Tribologie
- Électronique et optique
La compréhension des propriétés interfaciales à l'échelle nanométrique a permis d'améliorer la compréhension des matériaux et des technologies au niveau atomique. Cette compréhension est déterminante pour la production et le développement de structures en couches minces, l'informatique quantique, les matériaux monomoléculaires, les matériaux 2D, les piles à combustible propres, les processus écologiques, les cellules photovoltaïques organiques, etc.
Le bilan
Lors de la création d'un nouveau produit, les substrats sont sélectionnés pour toute une série de raisons telles que le poids, l'esthétique et la performance. La conception des pièces a un impact sur le joint collé et, à ce titre, le choix d'un adhésif et la compréhension de la chimie des surfaces sont extrêmement importants.
FR 
EN 
ES 
ZH 
JA 
KO 
DE