La micro-rhéologie est une méthode rhéologique qui utilise le mouvement brownien de particules intégrées dans l’échantillon. Comme les propriétés viscoélastiques de l’environnement influencent le mouvement des particules, la micro-rhéologie permet d’extraire ces propriétés sans appliquer de force externe. Le RheoLab utilise la technologie DWS pour suivre le mouvement des particules. La DWS offre une sensibilité inégalée, bien supérieure au suivi de particules classique, à la diffusion dynamique de la lumière (DLS) ou à la micro-rhéologie basée sur caméra, et permet également de mesurer une gamme beaucoup plus large de viscosité des échantillons.
La Diffusing Wave Spectroscopy (DWS) est une technologie avancée de diffusion de la lumière utilisée pour mesurer le mouvement brownien de particules traceuses intégrées dans l’échantillon. Similaire à la DLS, la DWS analyse les fluctuations temporelles de l’intensité de la lumière diffusée par les particules. Les statistiques de ces fluctuations se reflètent dans la fonction de corrélation mesurée, à partir de laquelle le déplacement moyen quadratique des particules traceuses peut être calculé. Contrairement à la DLS, la DWS analyse la lumière **multiplement diffusée**. Chaque événement de diffusion augmente la sensibilité, ce qui fait de la DWS la technique la plus adaptée pour la micro-rhéologie.
La plupart des matériaux mous présentent un comportement viscoélastique, leurs propriétés mécaniques se situant donc entre celles d’un solide purement élastique et celles d’un liquide visqueux. La micro-rhéologie DWS permet de quantifier à la fois les propriétés de type visqueux et de type élastique d’un matériau sur une large plage d’échelles de temps, ce qui en fait un outil précieux pour comprendre la microstructure et les temps de relaxation de nombreux matériaux mous.
Le DWS RheoLab exploite la technique brevetée Echo, qui permet des mesures rapides d’échantillons à relaxation lente, équivalentes à celles d’un DWS multi-speckle classique (MS-DWS). La technique Echo-DWS permet également la mesure de hautes fréquences grâce à des détecteurs rapides, offrant ainsi une plage de fréquences inégalée, bien plus large que celle du MS-DWS. Comme la technique Echo-DWS présente une sensibilité au mouvement des traceurs nettement supérieure à celle du MS-DWS et du DLS, elle permet également de mesurer de grands modules dans des échantillons tels que des gels fermes ou des solutions de polymères concentrées.
| Spécifications du DWS RheoLab™ | |
| Technologie | Diffusing Wave Spectroscopy avec technologie Echo (Brevet EU) |
| Type de diffusion | Transmission (rétrodiffusion en option) |
| Plage de viscosité | 0,1 mPa·s à 1000 Pa·s * |
| Modules de conservation (G’) & dissipation (G’’) | 1 Pa à 50 kPa * |
| Plage de fréquences | 0,08 rad/s (0,01 rad/s en conditions idéales) - 10⁵ rad/s (10⁶ rad/s avec l’option "Extended Frequency") |
| Dimension des particules (rayon) | 0,1 à 1 µm * (précision ±5% dans la gamme turbide) |
| Tailles des cellules | 1 x 10 mm, 2 x 10 mm, 5 x 10 mm, 10 x 10 mm |
| Volume d’échantillon | 150 µL à 1,5 mL selon la cellule utilisée |
| Plage de température | 7 à 100 °C avec stabilité meilleure que ±0,02 °C *** |
| Classe laser | 1 |
| Laser | 685 nm, 45 mW |
| Détecteur | APD haute sensibilité, QE > 65% |
| Détection | Fibre monomode avec optique intégrée |
| Corrélateur |
Corrélateur multi-tau à deux canaux, 12,5 ns à 1 h Corrélateur linéaire à deux canaux avec temps de retard sélectionnable |
| Logiciel | Inclut analyse micro-rhéologique |
| Exigences laboratoire | Humidité relative < 60 % et T = 17 à 26 °C |
| Dimensions | 38 x 31 x 24 cm |
| Poids | Environ 14 kg |
* La plage maximale dépend de l’échantillon.
** Nécessite l’option « DWS Backscattering ».
*** Salle climatisée ≤ 23 °C requise ; pour T < point de rosée, air sec nécessaire.