Comptes Rendus
Small-volume nucleation
Comptes Rendus. Physique, Volume 14 (2013) no. 2-3, pp. 192-198.

The nucleation mechanisms behind crystallized products remain mysterious. In this communication, we describe experiments performed using small volumes, microdroplets, to control nucleation and thus product properties. The effect of small-volume systems on nucleation is discussed.

Il apparait clairement que lʼétape de nucléation est décisive dans le contrôle des propriétés des matériaux. On sʼintéresse à son contrôle en suivant deux objectifs : le premier, très fondamental, concerne la détection du germe critique, la théorie de la nucléation et la compréhension des mécanismes ; le second, plus applicatif, concerne la maitrise de la cristallisation des matériaux et de leurs propriétés (pour lʼindustrie pharmaceutique, la biocristallographie ou la biominéralisation…). Cʼest dans ce cadre que nous avons mené des expérimentations vers le confinement, la localisation spatiale et temporelle de la nucléation, démontrant les possibilités dʼun unique événement de cristallisation.

Dans ce contexte, nous avons développé une approche en deux temps, basée sur la génération de gouttes de petit volume, du nanolitre au femtolitre, en utilisant deux montages différents, mais complémentaires. Un premier outil microfluidique simple et polyvalent a été mis en place pour étudier la nucléation, en réduisant le volume de nucléation au nanolitre. Sans pour autant traiter le problème du confinement, il permet dʼaccéder à la cinétique de nucléation. Lʼinfluence directe du volume de manipulation sur la cristallisation est traitée, dans un second temps, à travers un deuxième outil expérimental que nous avons aussi développé ; utilisant un micro-injecteur couplé à des nano-déplaceurs, il permet dʼatteindre des volumes du picolitre au femtolitre et montre la possibilité dʼagir sur la nucléation par le confinement.

Published online:
DOI: 10.1016/j.crhy.2012.12.004
Keywords: Nucleation, Germination, Growth from solutions, Droplets, Microfluidic
Mot clés : Nucléation, Germination, Croissance en solution, Gouttes, Microfluidique

Zoubida Hammadi 1; Nadine Candoni 1; Romain Grossier 1; Manuel Ildefonso 1; Roger Morin 1; Stéphane Veesler 1

1 CINaM-CNRS, Aix-Marseille Université, Campus de Luminy, 13288 Marseille, France
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Zoubida Hammadi; Nadine Candoni; Romain Grossier; Manuel Ildefonso; Roger Morin; Stéphane Veesler. Small-volume nucleation. Comptes Rendus. Physique, Volume 14 (2013) no. 2-3, pp. 192-198. doi : 10.1016/j.crhy.2012.12.004. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2012.12.004/

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