Structuring reductive media containing protic ionic liquids and their application to the formation of metallic nanoparticles

Herein, we present a facile method for the formation of monodispersed metal nanoparticles (NPs) at room temperature from M^(III)Cl₃ (with M = Au, Ru, Mn, Fe or V) in different media based on N,N-dimethylformamide (DMF) or water solutions containing a protic ionic liquid (PIL), namely the octylammonium formate (denoted OAF) or the bis(2-ethyl-hexyl)ammonium formate (denoted BEHAF). These two PILs present different structures and redox-active structuring properties that influence their interactions with selected molecular compounds (DMF or water), as well as the shape and the size of formed metal NPs in these solutions. Herein, the physical properties, such as the thermal, transport and micellar properties, of investigated PIL solutions were firstly investigated in order to understand the relation between PILs structure and their properties in solutions with DMF or water. The formation of metal NPs in these solutions was then characterized by using UV–vis spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM) and dynamic light scattering (DLS) measurements. From our investigations, it appears that the PILs structure and their aggregation pathways in selected solvents affect strongly the formation, growths, the shape and the size of metal NPs. In fact by using this approach, the shape-/size-controlled metal NPs can be generated under mild condition. This approach suggests also a wealth of potential for these designer nanomaterials within the biomedical, materials, and catalysis communities by using designer and safer media based on PILs.

Influence of trace substances on methanation catalysts used in dynamic biogas upgrading

The aim of this work was to study the possible deactivation effects of biogas trace ammonia concentrations on methanation catalysts. It was found that small amounts of ammonia led to a slight decrease in the catalyst activity. A decrease in the catalyst deactivation by carbon formation was also observed, with ammonia absorbed on the active catalyst sites. This was via a suppression of the carbon formation and deposition on the catalyst, since it requires a higher number of active sites than for the methanation of carbon oxides. From the paper findings, no special pretreatment for ammonia removal from the biogas fed to a methanation process is required.

Ectopic bone formation in rapidly fabricated acellular injectable dense collagen-Bioglass hybrid scaffolds via gel aspiration-ejection

Gel aspiration-ejection (GAE) has recently been introduced as an effective technique for the rapid production of injectable dense collagen (IDC) gel scaffolds with tunable collagen fibrillar densities (CFDs) and microstructures. Herein, a GAE system was applied for the advanced production and delivery of IDC and IDC-Bioglass® (IDC-BG) hybrid gel scaffolds for potential bone tissue engineering applications. The efficacy of GAE in generating mineralizable IDC-BG gels (from an initial 75-25 collagen-BG ratio) produced through needle gauge numbers 8G (3.4 mm diameter and 6 wt% CFD) and 14G (1.6 mm diameter and 14 wt% CFD) was investigated. Second harmonic generation (SHG) imaging of as-made gels revealed an increase in collagen fibril alignment with needle gauge number. In vitro mineralization of IDC-BG gels was confirmed where carbonated hydroxyapatite was detected as early as day 1 in simulated body fluid, which progressively increased up to day 14. In vivo mineralization of, and host response to, acellular IDC and IDC-BG gel scaffolds were further investigated following subcutaneous injection in adult rats. Mineralization, neovascularization and cell infiltration into the scaffolds was enhanced by the addition of BG and at day 21 post injection, there was evidence of remodelling of granulation tissue into woven bone-like tissue in IDC-BG. SHG imaging of explanted scaffolds indicated collagen fibril remodelling through cell infiltration and mineralization over time. In sum, the results suggest that IDC-BG hybrid gels have osteoinductive properties and potentially offer a novel therapeutic approach for procedures requiring the injectable delivery of a malleable and dynamic bone graft that mineralizes under physiological conditions

L'appropriation d'un dispositif hybride en formation pour adultes le cas du Campus numérique à l'ESSCA

This thesis focuses on the study of setting up a system of innovative distance learning and its appropriation by the involved actors. The researcher tries to understand or to explain the ownership of an innovative educational context, both from a technology and pedagogy, through the mobilization of the actors of the system, and specifically their dynamic capacities. The aim of this research is to clarify the components of such a mobilization, and develop an explanatory model that values the dynamic capacity of actors, and mainly their absorptive capacities. The research strategy is a process case study research: the appropriation by the actors of the ESSCA (École Supérieure des Faculté des sciences Commerciales d'Angers, France), and by the institution itself, of a training distance learning device. The study is located in a interpretative paradigm. Qualitative data were collected since the beginning of the process, ie since 2001. First, the analysis of the appropriation process reveals a pattern of conditions that will allow the recruitment of actors, and promote ownership. The results highlight the crucial role of a common language for all from a structured approach to translation, the need to promote collaboration operations, and given the fundamental motivation for both individual and institutional. Next, the analysis of the appropriation process highlights a procedural model of the absorptive capacity of the institution and its actors. To estimate the value of new knowledge, the actors will be based on prior knowledge from the external domain or from the institution. Feeding their motivation, they will acquire new knowledge to assimilate and transform in the laboratory and prototype stages. The project stage will see the capacity of actors to use this knowledge to generate new knowledge for transfer to other training programs.

A sequential analysis of therapist scaffolding and child concept formation in narrative therapy

Narrative therapy is a postmodern therapy that takes the position that people create self-narratives to make sense of their experiences. To date, narrative therapy has compiled virtually no quantitative and very little qualitative research, leaving gaps in almost all areas of process and outcome. White (2006a), one of the therapy's founders, has recently utilized Vygotsky's (1934/1987) theories of the zone of proximal development (ZPD) and concept formation to describe the process of change in narrative therapy with children. In collaboration with the child client, the narrative therapist formalizes therapeutic concepts and submits them to increasing levels of generalization to create a ZPD. This study sought to determine whether the child's development proceeds through the stages of concept formation over the course of a session, and whether therapists' utterances scaffold this movement. A sequential analysis was used due to its unique ability to measure dynamic processes in social interactions. Stages of concept formation and scaffolding were coded over time. A hierarchical log-linear analysis was performed on the sequential data to develop a model of therapist scaffolding and child concept development. This was intended to determine what patterns occur and whether the stated intent of narrative therapy matches its actual process. In accordance with narrative therapy theory, the log-linear analysis produced a final model with interactions between therapist and child utterances, and between both therapist and child utterances and time. Specifically, the child and youth participants in therapy tended to respond to therapist scaffolding at the corresponding level of concept formation. Both children and youth and therapists also tended to move away from earlier and toward later stages of White's scaffolding conversations map as the therapy session advanced. These findings provide support for White's contention that narrative therapists promote child development by scaffolding child concept formation in therapy.

An Exploration Into Doctoral Students' Sense of Community and its Influence on the Formation of Informal Mentoring Relationships

This exploratory mixed method research project was designed to investigate an area of doctoral education that has received little attention in the past. This research focused specifically on the non-intellectual, hoped-for by-products of doctoral education; the dynamic processes of developing and maintaining both a sense of community and informal mentoring relationships. The design of the study captured the experiences of doctoral students and alumni at various time periods in the doctoral program. Participants represented a diverse group of students with differences in professional and academic backgrounds and life stages. A pilot study for this research suggested that the presence of a sense of community and informal mentoring may provide the necessary relationships to support this diversity. The primary question at the forefront of this study was: Do doctoral students feel connected to one another? Five subquestions were developed to address this research topic: Does a sense of community already exist and flourish in doctoral education? Are the programs and resources of the doctoral program organized to nurture the creation and maintenance of a sense of community? Is a sense of community a foundational element in the formation of naturally occurring relationships among doctoral students? What educational and socio-emotional benefits are associated with informal mentoring relationships during the doctoral experience? and Do doctoral students perceive a change in their development as stewards of their discipline over time? The principal methods used to investigate these research questions combined both quantitative and qualitative techniques in a concurrent time sequence. The quantitative portion of the study involved a questionnaire, while the qualitative portion involved two approaches; face-to-face interviews and an open-ended question at the end of the questionnaire. Findings from the study indicated that the presence of both sense of community and informal mentoring enhance the overall quality of doctoral education. Program elements that enhanced or hindered connection between students were identified. Both the dynamics and the emotional, social, and academic benefits of informal mentoring were elucidated. Over time participants perceived changes in their development of the qualities assqciated with stewardship. This study brought the "hoped-for by-products" associated with doctoral education from the background shadows to an illuminated position at the forefront of inquiry.

The Dynamic (In)efficiency of Monetary Policy by Committee

This paper develops a model where the value of the monetary policy instrument is selected by a heterogenous committee engaged in a dynamic voting game. Committee members differ in their institutional power and, in certain states of nature, they also differ in their preferred instrument value. Preference heterogeneity and concern for the future interact to generate decisions that are dynamically ineffcient and inertial around the previously-agreed instrument value. This model endogenously generates autocorrelation in the policy variable and provides an explanation for the empirical observation that the nominal interest rate under the central bank’s control is infrequently adjusted.

Construction négociée par la triade de formation en stage d'un savoir-enseigner les mathématiques au primaire

Dans le contexte actuel de l’éducation au Québec où la réforme des programmes de formation des jeunes appelle un renouvellement des pratiques d’enseignement, notre recherche s’intéresse au développement de la dimension didactique de la pratique liée à l’enseignement des mathématiques qui est considéré comme l’un des éléments clés des nouvelles orientations. Nous abordons la question par le biais de la collaboration de formation initiale pour l’enseignement des mathématiques au primaire qui se vit en stage entre des praticiennes en exercice et en formation et une didacticienne des mathématiques. Cette rencontre sur le terrain des stages au primaire entre praticiennes et didacticienne, longtemps réclamée et rendue possible à l’UQAT , nous a amené à formuler une première question de recherche touchant ce qui se construit à travers les échanges de ces partenaires de la formation au cours des supervisions pédagogiques conjointes qui les réunissent en stage. Nous avons cadré ce questionnement à partir des balises théoriques de la didactique professionnelle qui proposent modèle et concepts pour expliciter l’activité professionnelle et traiter des phénomènes de développement des compétences professionnelles en contexte de travail et de formation. La didactique professionnelle attribue un rôle essentiel à la communauté de pratique et au processus d’analyse de l’expérience dans le développement professionnel des novices et dans l’explicitation d’un savoir d’action jugé pertinent et reconnu. Nous y faisons donc appel pour poser le potentiel que représentent les échanges issus de la collaboration quant à leur contribution à l’établissement d’un savoir de référence pour l’enseignement des mathématiques. La didactique professionnelle propose également le recours au concept de schème pour décrire l’activité professionnelle et à l’idée de concepts organisateurs comme élément central de l’activité et comme variable de la situation professionnelle concernée. Nous recourons à ces mêmes concepts pour expliciter le savoir de référence pour l’enseignement des mathématiques qui émerge à travers les échanges des partenaires de la formation. Dans le cadre d’une étude de cas, nous nous sommes intéressée aux échanges qui se déroulent entre une stagiaire qui effectue son troisième et avant dernier stage , l’enseignante-associée qui la reçoit et la chercheure-didacticienne qui emprunte le rôle de superviseure universitaire. Les échanges recueillis sont issus de trois cycles de supervision conjointe qui prennent la forme de rencontres de préparation des situations d’enseignement de mathématique; d’observation en classe des séances d’enseignement pilotées par la stagiaire auprès de ses élèves; et des rencontres consacrées à l’analyse des situations d’enseignement observées et de l’activité mise en œuvre par la stagiaire. Ainsi les objets de discussion relevés par les différents partenaires de la formation et la négociation de sens des situations professionnelles vécues et observées sont analysés de manière à rendre visibles les constituants de l’activité professionnelle qui sont jugés pertinents par la triade de formation. Dans un deuxième temps, en partant de cette première analyse, nous dégageons les concepts organisateurs des situations professionnelles liées à l’enseignement des mathématiques qui sont pris en compte par la triade de formation et qui constituent des variables de la situation professionnelle. Les constituants de l’activité et des situations professionnelles qui résultent de cette analyse sont envisagés en tant que représentations collectives qui se révèlent à travers les échanges de la triade de formation. Parce que ces représentations se sont trouvées partagées, négociées dans le cadre des supervisions pédagogiques, elles sont envisagées également en tant que savoir de référence pour cette triade de formation. Les échanges rendus possibles entre les praticiennes et la didacticienne placent ce savoir de référence dans une dynamique de double rationalité pratique et didactique. Enfin, partant de l’apport déterminant de la communauté de pratique et de formation de même que du savoir de référence que cette dernière reconnait comme pertinent dans le développement professionnel des novices, les résultats de cette recherches peuvent contribuer à réfléchir la formation des futures enseignantes en stage en ce qui a trait à l’enseignement des mathématiques au primaire.

Étude des mécanismes moléculaires de formation des pores des toxines formeuses de pores par la spectroscopie de fluorescence

Les toxines formeuses de pore (PFTs) sont des protéines exogènes responsables d’un grand nombre de maladies infectieuses qui perméabilisent les membranes cellulaires de leur hôte. La formation des pores ou l’introduction d’une enzyme dans le cytoplasme peut entrainer l’apparition de symptômes de maladies connues (l’anthrax, le botulisme) et, dans le pire des cas, la mort. Les mécanismes d’infection et de destruction des cellules infectées sont bien caractérisés. Toutefois, l’aspect dynamique des changements de conformation durant le processus de perméabilisation reste à découvrir pour la majorité des toxines formeuses de pore. Le but de cette thèse est d’étudier les mécanismes d’oligomérisation des PFTs, ainsi que la formation des pores à la membrane lipidique grâce à la spectroscopie de fluorescence. Nous avons choisi la toxine Cry1Aa, un bio pesticide produit par le bacille de Thuringe et qui a été rigoureusement caractérisé, en tant que modèle d’étude. La topologie de la Cry1Aa à l’état actif et inactif a pu être résolue grâce à l’utilisation d’une technique de spectroscopie de fluorescence, le FRET ou transfert d’énergie par résonance entre un fluorophore greffé au domaine formeur de pore (D1) et un accepteur non fluorescent (le DPA ou dipicrylamine) localisé dans la membrane et qui bouge selon le potentiel membranaire. Le courant électrique, ainsi que la fluorescence provenant de la bicouche lipidique membranaire horizontale ont été enregistrés simultanément. De cette manière, nous avons pu localiser toutes les boucles reliant les hélices de D1 avant et après la formation des pores. Dans la forme inactive de la toxine, toutes ces boucles se trouvent du côté interne de la bicouche lipidique, mais dans sa forme active l’épingle α3-α4 traverse du côté externe, alors que toutes les autres hélices demeurent du côté interne. Ces résultats suggèrent que α3-α4 forment le pore. Nous avons découvert que la toxine change significativement de conformation une fois qu’elle se trouve dans la bicouche lipidique, et que la Cry1Aa attaque la membrane lipidique de l’extérieur, mais en formant le pore de l’intérieur. Dans le but de caractériser la distribution de toxines à chaque extrémité de la bicouche, nous avons utilisé une technique de double FRET avec deux accepteurs ayant des vitesses de translocation différentes (le DPA et l’oxonol) dans la membrane lipidique. De cette manière, nous avons déterminé que la toxine était présente des deux côtés de la bicouche lipidique durant le processus de perméabilisation. La dynamique d’oligomérisation de la toxine dans une bicouche lipidique sans récepteurs a été étudiée avec une technique permettant le compte des sauts de fluorescence après le photoblanchiment des fluorophore liés aux sous unités composant un oligomère présent dans la bicouche lipidique supportée. Nous avons confirmé de cette manière que la protéine formait ultimement des tétramères, et que cet état résultait de la diffusion des monomères de toxine dans la bicouche et de leur assemblage subséquent. Enfin nous avons voulu étudier le « gating » de la colicine Ia, provenant de la bactérie E.Coli, dans le but d’observer les mouvements que font deux positions supposées traverser la bicouche lipidique selon le voltage imposé aux bornes de la bicouche. Nos résultats préliminaires nous permettent d’observer un mouvement partiel (et non total) de ces positions, tel que le suggèrent les études de conductances du canal.

Étude du système dopaminergique pré- et postsynaptique : régulation de l'autorécepteur D2 par la neurotensine et formation des synapses excitatrices dans le striatum

La dopamine (DA) est un neurotransmetteur impliqué dans la modulation de fonctions essentielles du cerveau telles que le contrôle des mouvements volontaires, le système de récompense et certains aspects de la cognition. Depuis sa découverte, la DA a attiré énormément d'attention scientifique en partie à cause des pathologies majeures associées aux dysfonctions du système DAergique, comme la maladie de Parkinson, la schizophrénie et la toxicomanie. On retrouve la majorité des neurones qui synthétisent la DA au niveau du mésencéphale ventral, dans les noyaux de la substance noire compacte (SNc) et de l'aire tegmentaire ventrale (ATV). Ces neurones projettent leurs axones dans un très dense réseau de fibres qui s'organisent en trois voies DAergiques classiques: la voie nigrostriée, la voie mésolimbique et la voie mésocorticale. La transmission DAergique s'effectue par l'activation de récepteurs de la DA qui font partie de la grande famille des récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs). Les récepteurs de la DA sont abondamment exprimés aussi bien par les neurones DAergiques que par les neurones des régions cibles, ce qui implique que la compréhension de la signalisation et des fonctions particulières des récepteurs de la DA pré- et postsynaptiques représente un enjeu crucial dans l'étude du système DAergique. Cette thèse de doctorat se sépare donc en deux volets distincts: le premier s'intéresse à la régulation du récepteur D2 présynaptique par la neurotensine (NT), un neuropeptide intimement lié à la modulation du système DAergique; le deuxième s'intéresse au côté postsynaptique du système DAergique, plus particulièrement à la ségrégation de l'expression des récepteurs de la DA dans le striatum et aux fonctions de ces récepteurs dans l'établissement des circuits neuronaux excitateurs prenant place dans cette région. Dans la première partie de cette thèse, nous démontrons que l'activation du récepteur à haute affinité de la NT, le NTR1, provoque une internalisation hétérologue du récepteur D2, avec une amplitude et une cinétique différente selon l'isoforme D2 observé. Cette internalisation hétérologue dépend de la protéine kinase C (PKC), et nous montrons que la surexpression d'un récepteur D2 muté sur des sites de phosphorylation par la PKC ii ainsi que l'inhibition de l'expression de β-arrestine1 par ARNs interférents dans des neurones DAergiques bloquent complètement l'interaction fonctionnelle entre le NTR1 et le D2. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous démontrons d'abord que la ségrégation de l'expression des récepteurs D1 et D2 dans le striatum est déjà bien établie dès le 18e jour embryonnaire, bien qu'elle progresse encore significativement aux jours 0 et 14 postnataux. Nos résultats témoignent aussi d'un maintien complet de cette ségrégation lorsque les neurones striataux sont mis en culture aussi bien en présence ou en absence de neurones corticaux et/ou mésencéphaliques. Ensuite, nous montrons que la présence de neurones mésencéphaliques stimule la formation d’épines et de synapses excitatrices sur les neurones striataux épineux exprimant le récepteur D2 (MSN-D2). Le co-phénotype glutamatergique des neurones dopaminergiques semble nécessaire à une grande partie de cet effet. Par ailleurs, le nombre total de terminaisons excitatrices formées sur les MSN-D2 par les neurones corticaux et mésencéphaliques apparaît être régit par un équilibre dynamique. Finalement, nous démontrons que le blocage de la signalisation des récepteurs D1 et D2 de la DA n'est pas nécessaire pour la formation des synapses excitatrices des MSN-D2, alors que l'antagonisme des récepteurs glutamatergiques ionotropes diminue la densité d'épines dendritiques et contrôle de façon opposée le nombre de terminaisons excitatrices corticales et mésencéphaliques. Globalement, ce travail représente une contribution significative pour une meilleure compréhension du fonctionnement normal du système DAergique. Ces découvertes sont susceptibles d’être utiles pour mieux comprendre les dysfonctions de ce système dans le cadre de pathologies du cerveau comme la maladie de Parkinson.

Les enjeux de la diversité ethnoculturelle dans les établissements scolaires : les sessions de formation interculturelle

Dans les dernières décennies, l’augmentation de l’immigration et sa diversification a mené le gouvernement québécois à s’adapter à cette nouvelle réalité de différentes manières. Dans cette optique, en 1998, le ministère de l'Éducation du Québec a mis sur pied la Politique d'intégration scolaire et d'éducation interculturelle de laquelle a découlé un Plan d’action qui propose différentes pistes afin de concrétiser les principes et orientations de cette même politique. Dans le but de soutenir le personnel du réseau scolaire québécois dans l’implantation de cette nouvelle vision, des sessions de formation interculturelle ont été créées à l'intention des enseignants, des professionnels non enseignants ainsi que des directions scolaires. L’étude des enjeux de la diversité ethnoculturelle dans les établissements scolaires via les formations interculturelles a permis de mettre en lumière la vision des intervenants scolaires ayant assisté à ces sessions. Leurs perceptions ont pu être mises en relation avec les diverses stratégies proposées par les chercheurs-formateurs afin d’analyser plus en profondeur la dynamique entre la diversité ethnoculturelle et les institutions scolaires. Divers enjeux sont ressortis des entrevues et formations et seront discutés: la pérennité de l'identité québécoise, l'éthique de l'enseignant ainsi que la complexité de la réflexion amorcée par les intervenants scolaires. Nous montrons comment la rencontre avec l'Autre force la réflexion sur le Soi quotidiennement notamment à travers le discours interculturel qu’entretiennent les intervenants scolaires, les différentes valeurs en présence dans leur milieu professionnel et la réflexivité préconisée par les formateurs.

Guider la pratique et la formation éthique des professionnels de la santé : établir les fondements du modèle de la déontologie réflexive (MDR)

Si l’approche par compétences au Canada et aux États-Unis est particulièrement valorisée pour orienter la pratique des professionnels de la santé (PDS) – et en bioéthique clinique –, les travaux permettant de mieux comprendre les fondements psychologiques, ontologiques et philosophiques de ces compétences sont peu présents dans la littérature en bioéthique. Les principaux outils actuellement disponibles se divisent généralement en quatre principales catégories : 1) les documents officiels (codes de déontologie, règlements institutionnels, etc.); 2) les principales théories éthiques (éthique de la discussion, éthique de la vertu, principisme, etc.); 3) les ouvrages de référence scientifiques; 4) les outils de prise de décision éthique. Ces documents sont des incontournables pour les bioéthiciens et les PDS, mais leur disparité, voire leur contenu parfois contradictoire, jumelée à une compréhension limitée de l’éthique, est souvent source de confusion dans les processus décisionnels et peut être la cause de comportements ne répondant pas aux standards éthiques des pratiques professionnelles. Notre recherche constitue une réflexion qui s’inscrit en amont de ces outils dont le caractère pragmatique a le désavantage de simplifier la réflexion théorique au profit de données plus concrètes. Nos travaux visent à développer les bases d’un modèle flexible et inclusif – le modèle de la déontologie réflexive (MDR) – permettant de : 1) poser les principaux repères philosophiques, sociaux et déontologiques des problématiques éthiques rencontrées en pratique; 2) saisir les principales tensions éthiques inhérentes à cette complexité; 3) mieux comprendre, dans une perspective psychologique et développementale, les exigences personnelles et professionnelles qu’impose le statut de professionnel de la santé dans le contexte actuel des soins de santé. Entreprise théorique, ce projet consiste principalement à mettre en relation dynamique un ensemble de dimensions (légale, éthique, clinique, sociale, psychologique) à l’oeuvre dans la rencontre du bioéthicien et du PDS avec la complexité des situations éthiques, en s’inspirant du concept de sensibilité éthique de la « petite éthique » de Paul Ricoeur (1990), du modèle des quatre composantes de Rest (1994) et de la théorie du soi et des modes identitaires d’Augusto Blasi (1993). Ce processus implique trois étapes successives : 1) une mise en ii perspective de la posture épistémologique particulière du bioéthicien et du PDS à la lumière de la « petite éthique » de Ricoeur; 2) une revue de la littérature interdisciplinaire sur le concept de sensibilité éthique afin d’en proposer une définition et de le mettre en perspective avec d’autres compétences éthiques; 3) le développement d’un cadre de référence en matière d’identité éthique professionnelle (professional ethics identity tendencies, PEIT), inspiré de la théorie du soi et des modes identitaires de Blasi. Ces PEIT proposent un repère normatif aux exigences liées à la construction de l'identité en contexte de pratique des PDS et suggèrent des pistes de réflexion quant à la formation et à la recherche en éthique professionnelle. Cette recherche souhaite établir des fondements théoriques pour le développement ultérieur du modèle de la déontologie réflexive (MDR).

Le développement et la mise à l’essai d’une formation sur l’évaluation et la gestion du risque de violence à l’aide de la grille DASAfr. auprès d’intervenants dans le domaine de la psychiatrie légale

Rapport de stage présenté à la Faculté des sciences infirmières en vue de l'obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.) en sciences infirmières option formation

The effect of flow field & geometry on the dynamic contact angle

A number of recent experiments suggest that, at a given wetting speed, the dynamic contact angle formed by an advancing liquid-gas interface with a solid substrate depends on the flow field and geometry near the moving contact line. In the present work, this effect is investigated in the framework of an earlier developed theory that was based on the fact that dynamic wetting is, by its very name, a process of formation of a new liquid-solid interface (newly “wetted” solid surface) and hence should be considered not as a singular problem but as a particular case from a general class of flows with forming or/and disappearing interfaces. The results demonstrate that, in the flow configuration of curtain coating, where a liquid sheet (“curtain”) impinges onto a moving solid substrate, the actual dynamic contact angle indeed depends not only on the wetting speed and material constants of the contacting media, as in the so-called slip models, but also on the inlet velocity of the curtain, its height, and the angle between the falling curtain and the solid surface. In other words, for the same wetting speed the dynamic contact angle can be varied by manipulating the flow field and geometry near the moving contact line. The obtained results have important experimental implications: given that the dynamic contact angle is determined by the values of the surface tensions at the contact line and hence depends on the distributions of the surface parameters along the interfaces, which can be influenced by the flow field, one can use the overall flow conditions and the contact angle as a macroscopic multiparametric signal-response pair that probes the dynamics of the liquid-solid interface. This approach would allow one to investigate experimentally such properties of the interface as, for example, its equation of state and the rheological properties involved in the interface’s response to an external torque, and would help to measure its parameters, such as the coefficient of sliding friction, the surface-tension relaxation time, and so on.

Wormlike micelle formation and flow alignment of a pluronic block copolymer in aqueous solution

The self-assembly into wormlike micelles of a poly(ethylene oxide)-b-poly(propylene oxide)-b-poly(ethylene oxide) triblock copolymer Pluronic P84 in aqueous salt solution (2 M NaCl) has been studied by rheology, small-angle X-ray and neutron scattering (SAXS/SANS), and light scattering. Measurements of the flow curves by controlled stress rheometry indicated phase separation under flow. SAXS on solutions subjected to capillary flow showed alignment of micelles at intermediate shear rates, although loss of alignment was observed for high shear rates. For dilute solutions, SAXS and static light scattering data on unaligned samples could be superposed over three decades in scattering vector, providing unique information on the wormlike micelle structure over several length scales. SANS data provided information on even shorter length scales, in particular, concerning "blob" scattering from the micelle corona. The data could be modeled based on a system of semiflexible self-avoiding cylinders with a circular cross-section, as described by the wormlike chain model with excluded volume interactions. The micelle structure was compared at two temperatures close to the cloud point (47 degrees C). The micellar radius was found not to vary with temperature in this region, although the contour length increased with increasing temperature, whereas the Kuhn length decreased. These variations result in an increase of the low-concentration radius of gyration with increasing temperature. This was consistent with dynamic light scattering results, and, applying theoretical results from the literature, this is in agreement with an increase in endcap energy due to changes in hydration of the poly(ethylene oxide) blocks as the temperature is increased.