L’étude des surfaces revêt une importance particulière car tout corps liquide ou solide, interagit avec le milieu ambiant, à travers la surface qui le délimite. On définit cette surface comme la partie « extérieure » de ce liquide ou solide ; de ce fait, les atomes se trouvant à la surface du solide ou du liquide présentent une coordinence moins complète que ceux situés au cœur du système ; ces atomes vont conférer à la surface des propriétés tout à fait spécifiques. L’étude de ces phénomènes jouent un grand rôle en pétrochimie, biologie, catalyse hétérogène et en électronique. De ce fait, seules quelques couches atomiques superficielles jouent un rôle en physico-chimie des surfaces ; cette épaisseur de surface qui nous intéresse ne dépasse pas la vingtaine d’Angstrom.
Il s’agit de phénomènes qui apparaissent à la surface de séparation entre deux phases. Cette séparation s’appelle une interface. Pour chaque type d’interface il convient de se référer aux états de la matière ; on parle ainsi d’interface :
· Gaz - liquide,
· Gaz - solide
· Liquide – liquide
· Liquide – solide
· Solide – solide
L’interface correspond à la zone limite située entre deux phases adjacentes. On distingue deux types d’interface :
· Les interfaces liquides, résultant de l’association de deux liquides ou d’un liquide et d’un gaz ;
· Les interfaces solides, présentes dans les systèmes solide-liquide, solide-gaz et solide-solide
Le rôle des interfaces devient prépondérant dans des domaines variés :
- agents tensioactifs ou mouillants (par exemple, les détergents) ;
- problèmes de surface liés aux transitions de phase ;
- échanges de matières au sein des cellules vivantes...
Les applications des phénomènes d’interfaces se rencontrent dans des domaines variés :
- les industries alimentaires, cosmétiques utilisent des émulsions (suspensions de gouttes d'un liquide au sein d'un autre liquide) qui jouent un rôle déterminant dans la présentation des produits.
- la métallurgie où des agents moussants permettent de séparer des minerais.
- l'industrie pétrolière à tous les niveaux : boues de forage, déplacement de l'huile par l'eau dans la roche réservoir, récupération assistée, raffinage pour les extractions fluide-fluide, lubrification pour l'activité des additifs.
- l'industrie agricole pour générer des produits antiagglomérants qui vont empêcher, durant le stockage en vrac ou en sacs, l'engrais en granulés de faire s'agglomérer en mottes.
L'étude des phénomènes de surface est appliquée à de larges domaines industriels ; tout chimiste devant affronter des problèmes de formulation ne saurait en ignorer les bases.
- Enseignant: TAHRAOUI DOUMA Naima