Importance of Interfacial Interactions to Access Shear Elasticity of Liquids and Understand Flow Induced Birefringence from Liquid Crystals to Worm-Like Micellar Solutions

Importance des interactions interfaciales pour accéder à l’élasticité de cisaillement des liquides et comprendre la biréfringence d’écoulement des cristaux liquides aux solutions micellaires

Laboratoire Léon Brillouin (CEA-CNRS), Université Paris-Saclay, CEA-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex - France
e-mail: laurence.noirez@cea.fr

^* Corresponding author

Received: 11 November 2016
Accepted: 19 January 2017

Abstract

This work points out the importance of the substrate boundary conditions to lower the dissipation in the dynamic measurement and access the closest dynamic characteristics of liquids, in particular to access the low frequency shear elasticity. The liquid/surface interface is a source of dissipation that enters and impacts the measurement. Examples of steady-state shear flows or flow birefringence are presented to highlight the non-universality of the behavior with respect to the nature of the substrate or the sheared thickness. Additionally the present development completes and extends the identification of low frequency shear elasticity made at sub-millimeter gaps in various one-component liquids to salt-free aqueous solutions (CTAB-water (Hexadecyl-TrimethylAmmonium Bromide)).

Résumé

Nous montrons par une approche expérimentale, l’importance de l’interaction liquide/substrat (mouillage) pour diminuer la dissipation et améliorer la mesure dynamique, en particulier pour accéder à l’élasticité de cisaillement à basse fréquence peu accessible par la mesure viscoélastique conventionnelle. L’interface liquide/surface est une source de dissipation qui a un impact dans la mesure. À titre d’exemple, des mesures d’écoulement en cisaillement continu ou de biréfringence d’écoulement sont présentées pour mettre en évidence la non-universalité du comportement par rapport à la nature du substrat ou à l’épaisseur cisaillée. Enfin, nous étendons la mesure de l’élasticité de cisaillement basse fréquence réalisée à l’échelle sub-millimétrique dans les liquides purs à des solutions lyotropes de micelles géantes (CTAB-water (Hexadecyl-TrimethylAmmonium Bromide)).