Les matériaux — Spécialité

Tensioactifs

Un tensioactif (ou surfactant) est une molécule amphiphile : elle possède une partie hydrophile (tête polaire) et une partie hydrophobe (queue apolaire).

Applications

• Savons : sels d'acide gras (R–COO⁻Na⁺).
• Détergents : molécules de synthèse (alkylsulfates, etc.).
• Émulsifiants : stabilisent les émulsions eau/huile.

Micelles

Au-delà de la concentration micellaire critique (CMC), les tensioactifs s'organisent en micelles : les queues hydrophobes s'orientent vers l'intérieur, les têtes hydrophiles vers l'eau.

Adhésifs

Principe d'adhésion

L'adhésion repose sur des interactions intermoléculaires entre le matériau et l'adhésif :
- Forces de van der Waals
- Liaisons hydrogène
- Parfois liaisons covalentes (colles époxydes)

Types de colles

• Colles thermoplastiques : ramollissent à la chaleur (colle chaude).
• Colles thermodurcissables : durcissent irréversiblement (époxy, résines).
• Colles à solvant : le solvant s'évapore, le polymère durcit.

Semi-conducteurs

Conducteurs, isolants, semi-conducteurs

• Conducteur (métaux) : résistivité faible (ex : Cu, $\rho \approx 10^{-8}$ Ω·m).
• Isolant : résistivité très élevée (ex : verre, $\rho > 10^{10}$ Ω·m).
• Semi-conducteur : résistivité intermédiaire, diminue avec la température (ex : Si, Ge).

Dopage

On introduit des impuretés dans le silicium pour modifier ses propriétés :
- Type n : dopage avec P ou As (electrons en excès).
- Type p : dopage avec B ou Al (trous en excès).

La jonction p-n est à la base des diodes, transistors et cellules photovoltaïques.

Nouveaux matériaux

• Cristaux liquides : utilisés dans les écrans LCD.
• Polymères conducteurs : polyacétylène, polyaniline.
• Nanomatériaux : propriétés extraordinaires dues à l'échelle nanométrique.