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Criblage des diagrammes de phases par microfluidique et haut débit

L’équilibre thermodynamique du système ternaire PEG 3350/(NH4)2SO4/H22O varie avec la concentration et donne lieu à différents états : liquide homogène, liquide/liquide, liquide-liquide/solide, liquide/solide et solide/solide. Ci-dessous, un exemple du criblage du diagramme de phases obtenu grâce à notre dispositif de microévaporation présenté dans l’autre sous-rubrique III.3.

Fig. 3 – Transitions de phases dans une zone d’accumulation nanolitrique. Le système étudié est le PEG 3350/(NH4)2SO4/H22O (1 %/1 %).

Nous reportons dans la figure ci-dessus un exemple de visualisation des transitions de phases du système PEG/SEL/EAU dans la zone d’accumulation. A t = 0s, cette zone est initialement remplie avec le système PEG/Sel à la concentration massique de 1 %/1 % le fluide est homogène (figure 3a). La transition de phase opère par la coexistence entre deux phases (figure 3c). Cet évènement correspond à un temps d’expérience et donc à une concentration de transition de phase. Lors des séquences suivants (figures 3d-f), le volume des deux phases se stabilise. Par la suite, nous enregistrons la cristallisation du sel (figure 3g) et la solidification du polymère (figure 3h).

L’augmentation de la concentration au cours du temps est une trajectoire de cinétique d’enrichissement en solutés. Le temps Ttrans de la transition liquide à liquide-liquide correspond à une concentration de transition de phase.
Fig. 4 – Exploration cinétique du diagramme de phases : trajectoire de la concentration en fonction du temps pour plusieurs ratios de concentrations initiales pour le système PEG 3350/(NH4)2SO4/H2O.

Dans la figure 4 nous avons reporté sur une échelle logarithmique les trajectoires de concentrations en fonction du temps pour différents ratios de concentration initiaux. Nous avons désigné un intervalle -te < t < 10- te, nécessaire pour atteindre un remplissage homogène de la zone d’accumulation en solutés. Nous avons reporté les résultats expérimentaux obtenus à l’état d’équilibre thermodynamique par Gao J. Phys Chem. (1991).