Imagerie Raman confocale de processus de réaction-diffusion dans des microcanaux

Raman confocal imaging of reaction-diffusion processes in microchannels

Résumé

Ce travail porte sur l'application de l'imagerie Raman confocale à l'étude des processus de diffusion et de réaction chimique sous écoulement. L'imagerie Raman permet de mesurer simultanément les concentrations locales de différents composés chimiques en sondant les modes de vibrations des molécules. Elle constitue donc par rapport aux techniques classiques de fluorescence un outil puissant pour la caractérisation de ces processus. Nous présentons ici l'étude de deux phénomènes d'intérêt en microfluidique : l’interdiffusion de deux liquides simples, et le cas d'une réaction chimique sous écoulement. Les résultats expérimentaux sont analysés grâce à des modèles théoriques couplant l'hydrodynamique et les processus de réaction-diffusion. Nous montrons alors que ces expériences permettent de remonter quantitativement aux coefficients d’interdiffusion.

Abstract

This work investigates the use of Raman confocal imaging to study chemical reactions and diffusion processes in microchannels. Raman confocal microscopy allows us to simultaneously access local concentrations of several different chemical compounds by measuring the intensity of the vibration modes of the molecules. Thus, Raman microscopy is a powerful tool as compared to classical fluorescence techniques for the study of reaction-diffusion dynamics. We present here two situations commonly encountered in microfluidics: the interdiffusion of two liquids and the chemical reaction between two liquids. Our experimental results are compared to theoretical models that couple hydrodynamics and reaction-diffusion dynamics.