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Farge L, André S, Meneau F, Dillet J, Cunat C. A Common Multiscale Feature of the Deformation Mechanisms of a Semicrystalline Polymer. Macromolecules 2013. [DOI: 10.1021/ma4019747] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 1.9] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/29/2022]
Affiliation(s)
- L. Farge
- Laboratoire
d’Energétique et de Mécanique Théorique
et Appliquée CNRS UMR 7563, University of Lorraine, 2, avenue
de la Forêt de Haye TSA 60604-54518 Vandoeuvre-lès-Nancy, Cedex, France
| | - S. André
- Laboratoire
d’Energétique et de Mécanique Théorique
et Appliquée CNRS UMR 7563, University of Lorraine, 2, avenue
de la Forêt de Haye TSA 60604-54518 Vandoeuvre-lès-Nancy, Cedex, France
| | - F. Meneau
- Soleil
synchrotron, Swing Beamline L’Orme des Merisiers, 91190 Saint-Aubin, France
| | - J. Dillet
- Laboratoire
d’Energétique et de Mécanique Théorique
et Appliquée CNRS UMR 7563, University of Lorraine, 2, avenue
de la Forêt de Haye TSA 60604-54518 Vandoeuvre-lès-Nancy, Cedex, France
| | - C. Cunat
- Laboratoire
d’Energétique et de Mécanique Théorique
et Appliquée CNRS UMR 7563, University of Lorraine, 2, avenue
de la Forêt de Haye TSA 60604-54518 Vandoeuvre-lès-Nancy, Cedex, France
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Philippe AM, Baravian C, Bezuglyy V, Angilella JR, Meneau F, Bihannic I, Michot LJ. Rheological study of two-dimensional very anisometric colloidal particle suspensions: from shear-induced orientation to viscous dissipation. Langmuir 2013; 29:5315-5324. [PMID: 23544905 DOI: 10.1021/la400111w] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 0.8] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 06/02/2023]
Abstract
In the present study, we investigate the evolution with shear of the viscosity of aqueous suspensions of size-selected natural swelling clay minerals for volume fractions extending from isotropic liquids to weak nematic gels. Such suspensions are strongly shear-thinning, a feature that is systematically observed for suspensions of nonspherical particles and that is linked to their orientational properties. We then combined our rheological measurements with small-angle X-ray scattering experiments that, after appropriate treatment, provide the orientational field of the particles. Whatever the clay nature, particle size, and volume fraction, this orientational field was shown to depend only on a nondimensional Péclet number (Pe) defined for one isolated particle as the ratio between hydrodynamic energy and Brownian thermal energy. The measured orientational fields were then directly compared to those obtained for infinitely thin disks through a numerical computation of the Fokker-Plank equation. Even in cases where multiple hydrodynamic interactions dominate, qualitative agreement between both orientational fields is observed, especially at high Péclet number. We have then used an effective approach to assess the viscosity of these suspensions through the definition of an effective volume fraction. Using such an approach, we have been able to transform the relationship between viscosity and volume fraction (ηr = f(φ)) into a relationship that links viscosity with both flow and volume fraction (ηr = f(φ, Pe)).
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Affiliation(s)
- A M Philippe
- Laboratoire d'Énergétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Université de Lorraine - CNRS, UMR 7563, 2 Avenue de la Forêt de Haye, TSA 60604 54518 Vandoeuvre Cedex, France.
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Paineau E, Antonova K, Baravian C, Bihannic I, Davidson P, Dozov I, Impéror-Clerc M, Levitz P, Madsen A, Meneau F, Michot LJ. Liquid-Crystalline Nematic Phase in Aqueous Suspensions of a Disk-Shaped Natural Beidellite Clay. J Phys Chem B 2009; 113:15858-69. [DOI: 10.1021/jp908326y] [Citation(s) in RCA: 118] [Impact Index Per Article: 7.9] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/29/2022]
Affiliation(s)
- E. Paineau
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - K. Antonova
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - C. Baravian
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - I. Bihannic
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - P. Davidson
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - I. Dozov
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - M. Impéror-Clerc
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - P. Levitz
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - A. Madsen
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - F. Meneau
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
| | - L. J. Michot
- Laboratoire Environnement et Minéralurgie, Nancy University CNRS-INPL UMR 7569, BP40 54501 Vandœuvre Cedex France, Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, Boulevard Tzarigradsko Chaussee 72, Sofia, 1784, Bulgaria, Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, Nancy University UMR 7563 CNRS-INPL-UHP, 2, Avenue de la Forêt de Haye, BP160 54504 Vandœuvre Cedex, France, Laboratoire de Physique des Solides, UMR 8502 CNRS-Université Paris-Sud Bât 510 91405 Orsay
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