Chimie-physique

Mes activités de recherche en chimie-physique couvrent différents sous-domaines. Entre 1981 et 1991, l’essentiel de mes travaux portaient sur de l’hydrodynamique physico-chimique, en particulier des problèmes de convection libre (thermique) influencée par des effets de thermodiffusion et de thermocapillarité. La thermodiffusion (effet Soret) se caractérise par une diffusion différentes en fonction des espèces chimiques dans un champ de température. Cet effet produit des différences de composition suivant la température dans un mélange soumis à un gradient de température. La thermocapillarité caractérise des effets dûs à la variation de la tension superficielle ou interfaciale en fonction de la température. Dans un liquide soumis à de telles différences, la force qui en découle induit un transfert de matière (donc des mouvements) le long de la surface. Ce phénomène est appelé effet Marangoni.

Par la suite, mes activités de recherches en chimie-physique se sont portées sur les polymères : cristallisation, morphologie, propriétés thermiques,…

Quelques études plus ponctuelles m’ont permis d’aborder sous différents la physico-chimie de surfaces, d’interfaces et de films.

 

Publications

Physicochimie des polymères

Ces activités de recherche concernent la morphologie, la structure et la cristallisation de matériaux polymères thermoplastiques, tels que des complexes du polyoxyéthylène, des poly(aryl éther cétone)s, des polyesters et des copolymères par blocs.

  • Novel High Molecular Weight Aromatic Fluorinated Polymers from One-Pot, Metal-Free Step Polymerizations. Lilian I. Olvera, Maria T. Guzmán-Gutiérrez, Mikhail G. Zolotukhin, Sergei Fomine, Jorge Cárdenas, Fransico A. Ruiz-Trevino, Didier Villers, Tiberio A. Ezquerra, and Evgen Prokhorov. Macromolecules, 2013, 46 (18), pp 7245–7256. DOI: 10.1021/ma401306s http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ma401306s
  • Comparison of the structure and thermal properties of a poly(aryl ether ketone ether ketone naphthyl ketone) with those of poly(aryl ether ketone ether ketone ketone). Marcel Dosière, Didier Villers, Mikhail G. Zolotukhin, Michel H.J. Koch, e-Polymers 2007, no. 130.
  • Outer-Surface Induced Crystallization of Semirigid Polymer Films. P. Damman, M.G. Zolotukhin, D. Villers, V. M. Geskin, R. Lazzaroni, Macromolecules, 2002, 35, 2-5.
  • Synthesis and thermal characterization of crystalizable poly(caprolactone)/ poly(hexamethylene terephthalate) block copolymer. C. Lefèvre, D. Villers, M.H.J. Koch, C. David, Polymer, 2001, 42(21), 8769-8777.
  • On the effect of reaction conditions on morphology of aromatic poly(ether-ketone)s, PEKK. D.R. Rueda, M.G .Zolotukhin, M.E. Cagiao, F. Ania, M. Dosière, D. Villers, J. de Abajo, J. Macromol. Sci. – Phys., 2001, 40(6), 709-731.
  • Effect of the elongation rate on the biodegradation of polycaprolactone films by micro-organisms Lefèvre, C. ; David, C. ; Villers, D. Macromol. Chem. Phys., 1999, 200(6), 1374-1379.
  • Subsidiary WAXS Maxima and Morphology of Aliphatic Polyester Crystals Obtained by Crystallization from Solution. D. Villers, M. Dosière, Polymer, 1998, 39(14), 3129-3134.
  • Time resolved SAXS, WAXS and DSC Study of the morphological modifications during annealing from the glassy state in poly(ary-l-ether-ether-ketone) (PEEK). C. Fougnies, P. Damman, D. Villers, M. Dosière, M.H.J. Koch. Macromolecules, 1997, 30, 1385-1391.
  • Aromatic polymers obtained by precipitation polycondensation. 3. Thermal behavior and microstructure of PEKEKK particles. D.R Rueda., M.G. Zolotukhin, M.E. Cagiao, F.J. Balta Calleja, D. Villers, M. Dosière, Macromolecules, 1996, 29(22), 7016-7021.
  • The use of an imaging plate as a detecting system in X-ray diffraction of polymers. D. Villers, C. Fougnies, L. Paternostre, C. Beumier, M. Dosière, Nuclear Instruments and Methods B, 1995, 97, 265-268.
  • Aromatic homopolymers obtained by precipitation polycondensation. 1. Synthesis of naphthalene-containing polyketones. M.G. Zolotukhin, M. Dosière, C. Fougnies, D. Villers, N.G. Gileva, A.A. Fatykhov, Polymer, 1995, 36(18), 3575-3583.
  • New dynamical effects in spherulitic growth. D. Villers, M. Dosière, L. Paternostre, Polymer, vol. 35(8), pp 1586-92, 1994.
  • Morphology and crystallization kinetics of the two allotropic forms of the poly(ethylene oxide)-resorcinol molecular complex. L. Paternostre, M. Dosière, D. Villers, P. Damman, Cl. Bourgaux, in « NATO Workshop : Crystallization of Polymers », ed. M. Dosière, Kluwer Academic Publishers, vol 405, pp 549-552, 1993.
  • Thermal annealing of stretched poly(aryl ether ether ketone). Ch. Fougnies, M. Dosière, D. Villers, P. Damman, J.J. Janimak, in « NATO Workshop : Crystallization of Polymers », ed. M. Dosière, Kluwer Academic Publishers, vol 405, pp 543-548, 1993.
  • Interspherulitic limits and transformation between the b and a forms of the poly(ethylene oxide)-resorcinol molecular complex. D. Villers, M. Dosière, L. Paternostre, in « NATO Workshop : Crystallization of Polymers », ed. M. Dosière, Kluwer Academic Publishers, vol 405, pp 609-612, 1993.
  • Crystals with curved edges : a unified model that mediates between the theories of nucleation-controlled and rough surface growth. J-J. Point and D. Villers, Polymer, vol. 33(11), pp 2263-72, 1992.
  • Nucleation controlled growth and normal growth : a unified view. J-J. Point and D. Villers, Journal of Crystal Growth, vol. 114 pp 228-238, 1991.
  • Intercalate with linear polymer host. Part IV. Structure of pC6H4XY polyoxyethylene intercalates from unit cell determination and energy minimization. J.J. Point, Cl. Coutelier and D. Villers, Journal of Physical Chemistry, vol 90, pp. 3277-3282, 1986.

 

Films, surfaces et interfaces, systèmes multiphases. Physicochimie, propriétés mécaniques et hydrodynamique interfaciale

 

Hydrodynamique physico-chimique, couplage des convections capillaire et thermogravitationnelle :

Ces travaux sont concentrés sur le couplage entre les convections capillaire et thermogravitationnelle. L’utilisation de systèmes présentant une variation inhabituelle de la tension superficielle ou interfaciale a permis l’étude de couplages positif et négatif. Quelques publications concernent des activités plus ponctuelles, tels que la convection avec thermodiffusion, la vélocimétrie laser-Doppler, le développement et l’évaluation d’algorithmes de différences finies appliqués à ces problèmes.

  • Coupled buoyancy and Marangoni convection in acetone : experiments and comparison with numerical simulations. D. Villers and J.K. Platten, Journal of Fluid Mechanics, vol. 234, pp 487-510, 1992.
  • Influence of interfacial tension gradients on thermal convection in two superposed immiscible liquid layers. D. Villers and J.K. Platten, Applied Scientific Research, vol. 47, pp. 177-191, 1990.
  • Oscillatory Marangoni convection in acetone : earth experiments and theory. D. Villers and J.K. Platten, in « Materials and Fluid Sciences in Microgravity », edited by the European Space Agency, vol. SP-295, pp. 305-307, 1990.
  • Introduction to thermocapillary convection. J.K. Platten and D. Villers, in « Proceedings of a Workshop on Wetting Phenomena », edited by J. De Coninck and F. Dunlop, Lecture Notes in Physics, Vol 354, Springer-Verlag, 1990.
  • Influence of thermocapillarity on the oscillatory convection in low Pr fluids. D. Villers and J.K. Platten, in « Proc. GAMM Workshop on Numerical Simulation of Oscillatory Convection in Low Prandtl number Fluids », Notes on Numerical Fluid Mechanics, edited by B. Roux, Vieweg, Braunschweig, 1990.
  • Thèse de Doctorat, « Couplage entre les convections capillaire et thermogravitationnelle », 1989.
  • La vélocimétrie laser-Doppler : un outil indispensable pour l’étude de l’hydrodynamique physico-chimique. J.K. Platten, D. Villers et O. Lhost, Chimie Nouvelle, vol. 6(24), pp. 686-692, 1988.
  • Thermal convection in superposed immiscible liquid layers. D. Villers and J.K. Platten. Applied Scientific Research, vol. 45(2), pp. 145-152, 1988.
  • On thermocapillary flows in containers with differentially heated side walls. J.K. Platten and D. Villers, in « Physicochemical Hydrodynamics, Interfacial phenomena », edited by M.G. Velarde, NATO-ASI series, vol. 174, pp. 311-336, Plenum Press, 1988.
  • L.D.V. study of some free convection problems at extremely slow velocities : Soret driven convection and Marangoni convection. J.K. Platten, D. Villers and O. Lhost, in « Laser Anemometry in Fluid Mechanics » vol. III, pp. 245-260, edited by R.J. Adrian, T. Asanuma, D.F.G. Durao, F. Durst and J.H. Whitelaw. Ladoan, Lisbon,1988.
  • Thermocapillary convection when surface tension increases with temperature : comparison between numerical simulations and experimental results by LDV. D. Villers and J.K. Platten, in « Numerical Methods in laminar and turbulent flow », vol. 5, part 2, pp. 1268-1279, edited by C. Taylor, W.G. Habashi, M.M. Hafez. Pineridge Press, 1987.
  • Couplage entre les convections capillaire et gravitationnelle dans les mélanges. J.K. Platten, D. Villers, in « Material sciences under microgravity conditions », edited by the European Space Agency, vol. SP-256, pp. 147-150, 1987.
  • Separation of Marangoni convection from gravitational convection in earth experiments. D. Villers and J.K. Platten, PhysicoChemical Hydrodynamics, vol. 8(2), pp. 173-183, 1987.
  • Marangoni convection in systems presenting a minimum in surface tension. D. Villers and J.K. Platten, PhysicoChemical Hydrodynamics, vol 6(4), pp. 435-451, 1985.
  • Rayleigh-Bénard instability in systems presenting a minimum in surface tension. D. Villers and J.K. Platten, in « Material Sciences under Microgravity », edited by the European Space Agency, vol SP-222, pp. 301-305, 1984.
  • Heating curves in the two-component Bénard problem. D. Villers and J.K. Platten, Journal of non-equilibrium thermodynamics, vol 9, pp. 131-146, 1984.
  • Contributions théorique et expérimentale au problème de Rayleigh-Bénard, Didier Villers, mémoire de licence, 1982.