Transitions de phase dans les monocouches de lécithines aux interfaces eau-air : un modèle thermodynamique

¹ Département de Physique, U.E.R. Scientifique Luminy, Université Aix-Marseille, France.
² Physique des Liquides, Université de Provence, Place Victor Hugo, 13331 Marseille Cedex 3, France.

Résumé

En s’appuyant sur de récents travaux expérimentaux, nous proposons un modèle visant à décrire le comportement des monocouches de lécithine déposées sur une interface eau-air. Une des principales caractéristiques de ces molécules est leur cosurface anisotrope dans le plan de l’interface. De plus, elles possèdent une tête polaire interagissant fortement avec l’eau. Ces deux propriétés sont prises en compte dans notre modèle où nous représentons les molécules par des rectangles (munis d’une tête polaire) distribués sur un réseau carré. Nous obtenons différentes phases dont une phase nématique bidimensionnelle et une phase où les têtes polaires s’ordonnent, donnant alors une structure hexagonale pour les chaînes. Ces différentes phases sont analogues à celles trouvées par les expérimentateurs en référence.

Abstract

Recent experiments gave the behaviour of lecithin monolayers at the air-water interface : we propose a model for this system. One of the dominant characteristics of such molecules is their anisotropic cosurface in the interfacial plane — they also have a polar head strongly tightened in the water. We take into account these two last properties in our model where the molecules are represented by rectangles (with a square for the polar head) lying on a square lattice. We find several phases and, in particular, a nematic bidimensional one and a phase wher the polar heads are arranged ; we then obtain an hexagonal structure for the chains. Our numerical calculus are in a good qualitative accordance with the experimental results.