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Vers des surfaces toujours propres ?
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Sur une surface omniphobe, les gouttelettes de liquides rebondissent au lieu de s’accrocher au matériau. Ces surfaces sont importantes dans de nombreux domaines, tels que la fabrication de vêtements imperméables ou encore les ustensiles de cuisine antisalissure.
D’un point de vue aérodynamique, ces matériaux aux propriétés particulières servent non seulement à réduire la traînée (la force qui s’oppose au mouvement d’un corps dans un fluide) des embarcations, mais aussi à accélérer les cargos et les équipements militaires tout en économisant de l’énergie.
L’objectif ultime de la recherche sur ce sujet est de mettre au point une structure qui repousse les liquides, possède une forte stabilité mécanique et qui soit peu coûteuse à produire à l’échelle industrielle. Les matériaux omniphobes existants ne peuvent être produits en masse à cause de la complexité de leurs surfaces.
En effet, pour que les molécules glissent sur la surface, elles doivent minimiser la tension superficielle et donc la surface de contact. C’est la raison laquelle il est nécessaire de créer des aspérités micrométriques. Cependant, une zone de contact plus petite induit une fragilité mécanique supérieure.
Actuellement, les surfaces hydrophobes les plus efficaces ont été conçues en imitant la surface texturée des feuilles de lotus pour être utilisées à des fins d’anti-corrosion, antigel, ou encore la séparation de phases non miscibles.
Néanmoins, ces surfaces superhydrophobes sont sujettes à la contamination par des liquides à faible tension superficielle tels que les huiles, les solutions de tensioactifs et les solvants organiques. Pour améliorer les solutions existantes, les chercheurs de l’Université de Hong Kong (HKU) se sont lancés dans un programme de recherches en s’inspirant des cuticules de collemboles.
Les collemboles sont des arthropodes vivant dans le sol et dont les habitats sont souvent humides. Leur mode de vie est rendu possible entre autres par les propriétés mécaniques et physicochimiques de leurs membres. L’équipe du Professeur Wang Liqui a conçu des surfaces poreuses composées de micro-cavités en nid d’abeille interconnectées : l’interconnectivité assure la stabilité mécanique et les aspérités permettent de diminuer la surface en contact entre le liquide et le solide.
Les tests menés sur des échantillons montrent que la surface de ce nouveau matériau repousse une dizaine de liquide différents, notamment l’eau, les huiles, les tensioactifs et les solvants organiques, tout en étant 21 fois plus résistant à l’abrasion que les meilleures solutions actuelles. Cette matière est aussi résistante aux attaques chimiques acides mais beaucoup moins lorsque l’espèce en présence est basique.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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