Mechanical instability induced by complex liquid desiccation

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Abstract
The drying of sessile drops of a complex liquid can lead to various types of surface distortion and final shapes. Here we investigate the desiccation of drops for two different systems: colloidal particle suspensions and polymer solutions. During solvent loss, the non-volatile compounds accumulate near the vapor/drop interface and, depending on the experimental conditions, they can form a permeable rigid skin (a gelled or glassy skin) displaying a buckling instability. In some cases secondary instabilities also take place. Although the nature and the physicochemical properties of the two systems are quite different, the shape evolutions show a remarkable similarity. A good agreement is found with a description based on the comparison of the characteristics times involved in the problem. To cite this article: L. Pauchard, C. Allain, C. R. Physique 4 (2003). Au cours du séchage, des gouttes de liquides complexes, déposées sur un substrat, peuvent subir des déformations variées conduisant à différentes morphologies finales. Nous nous intéressons ici au séchage de gouttes de deux systèmes différents : une suspension de particules colloı̈dales et une solution de polymères. Au cours de l'évaporation du solvant, les composés non volatiles s'accumulent près de l'interface vapeur/goutte et, en fonction des conditions expérimentales, il peut se former une « croûte » rigide (gélifiée ou vitreuse) qui subit une instabilité de flambement. Dans certains cas, des instabilités secondaires apparaissent. Bien que la nature et les propriétés physico-chimiques des deux systèmes soient différentes, les évolutions des morphologies rencontrées présentent une similarité remarquable. Une description, basée sur la comparaison des temps caractéristiques intervenant dans le processus, est en bon accord avec les résultats obtenus. Pour citer cet article : L. Pauchard, C. Allain, C. R. Physique 4 (2003).