Mission nationale de sauvegarde du patrimoine scientifique et technique contemporain

Description

La microbalance à quartz Q-Sense Explorer de Biolin Scientific permet de mesurer des masses de l'ordre de la molécule. Un quartz est placé entre deux électrodes, et résonne d'abord "à vide", c'est à dire selon sa fréquence naturelle lorsqu'il est stimulé par un courant électrique. On fait ensuite passer un liquide entre ces deux électrodes. L'échantillon vient se coller au quartz, ce qui va modifier sa fréquence de résonance. La variation de la fréquence est directement proportionnelle à la variation de la masse due aux molécules absorbées par le quartz. Elle est également proportionnelle à la densité et à la viscosité du liquide en contact avec le quartz.
Cette technique permet de déterminer in situ, que ce soit en phase
gazeuse ou en phase liquide, la quantité de matière adsorbée sur la
surface du cristal, avec une limite de détection de 1 ng/cm2 pour un
quartz de 5 MHz en atmosphère gazeuse, et 5 ng/cm2 dans le liquide.
Comme les macromolécules (protéines, polymères…) déposées sur une
surface ne constituent pas une fine couche rigide, leur comportement
visco-élastique induit une perte d’énergie de vibration par dissipation.
L’acquisition des données à différentes harmoniques permet de
déterminer les caractéristiques visco-élastiques des couches déposées,
d’écarter les variations de fréquence dues à la dissipation de l’énergie
de vibration et de calculer, à partir d’un modèle, la masse déposée à
la surface du quartz.

Utilisation

Cette microbalance à quartz est utilisé au Centre de Recherche Paul Pascal pour l'étude et la recherche sur la matière. Elle permet de déterminer des viscosité, et des masses à l'échelle moléculaire.