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Direct imaging of long-range concentration fluctuations in a ternary mixture

Authors :
Oprisan , Ana
Oprisan , Sorinel A.
Hegseth , John J.
Garrabos , Yves
Lecoutre , Carole
Beysens , Daniel
Department of Physics and Astronomy [Charleston]
College of Charleston
Department of Physics [New Orleans]
University of New Orleans
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université de Bordeaux (UB)
Physique et mécanique des milieux hétérogenes (UMR 7636) (PMMH)
Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Service des Basses Températures (SBT )
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
National Science Foundation CAREER award IOS 1054914. This work was supported by NASA grants NAG3-1906 and NAG3-2447
CNES
Department of Physics and Astronomy
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux ( ICMCB )
Université de Bordeaux ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Physique et mécanique des milieux hétérogenes ( PMMH )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -ESPCI ParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Service des Basses Températures ( SBT - UMR 9004 )
Institut Nanosciences et Cryogénie ( INAC )
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA )
Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Source :
European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, EDP Sciences: EPJ, 2015, 38 (3), 17 (9 p.). ⟨10.1140/epje/i2015-15017-4⟩, European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, EDP Sciences: EPJ, 2015, 38 (3), 17 (9 p.). 〈10.1140/epje/i2015-15017-4〉, European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, 2015, 38 (3), 17 (9 p.). ⟨10.1140/epje/i2015-15017-4⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; We used a direct imaging technique to investigate concentration fluctuations enhanced by thermal fluctuations in a ternary mixture of methanol (Me), cyclohexane (C), and partially deuterated cyclohexane (C*) within 1mK above its consolute critical point. The experimental setup used a low-coherence white-light source and a red filter to visualize fluctuation images. The red-filtered images were analyzed off-line using a differential dynamic microscopy algorithm that allowed us to determine the correlation time, τ, of concentration fluctuations. From τ, we determined the mutual mass diffusion coefficient, D, very near and above the critical point of Me-CC* mixtures. We also numerically estimated both the background and critical contributions to D and compared the results against our experimental values determined from τ. We found that the experimental value of D is close to the prediction based on Stokes-Einstein diffusion law with Kawasaki’s correction.

Details

Language :
English
ISSN :
12928941 and 1292895X
Database :
OpenAIRE
Journal :
European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, EDP Sciences: EPJ, 2015, 38 (3), 17 (9 p.). ⟨10.1140/epje/i2015-15017-4⟩, European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, EDP Sciences: EPJ, 2015, 38 (3), 17 (9 p.). 〈10.1140/epje/i2015-15017-4〉, European Physical Journal E: Soft matter and biological physics, 2015, 38 (3), 17 (9 p.). ⟨10.1140/epje/i2015-15017-4⟩
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..491f91e9357649c8ea4078fa70109227