Les chimistes révèlent la surface la plus lisse jamais conçue pour repousser l’eau

Le dos d’un canard n’est pas la seule eau de surface glissante dans laquelle il peut se faufiler. Les chercheurs ont développé une nouvelle façon de recouvrir les surfaces d’une couche liquide pour les rendre plus lisses.

L’équipe de recherche finlandaise, dirigée par Sakari Lipikko de l’Université d’Aalto, a développé un réacteur pour créer ces surfaces, appelées monocouches auto-assemblées, ou SAM. Ces monocouches ont une surface semblable à un liquide créée par des couches de molécules liées de manière covalente à un morceau de silicone, de la même manière que les molécules liquides sont maintenues ensemble.

Cela réduit considérablement la friction de surface, permettant aux gouttelettes d’eau de glisser facilement. Les chercheurs considèrent ce processus de fabrication comme le premier du genre. C’était le document documentant leurs recherches publié aujourd’hui dans Chimie naturelle.

« Notre travail est la première fois que quelqu’un passe directement au niveau nanométrique pour créer des surfaces moléculairement hétérogènes », a déclaré Lebeko dans ses recherches. communiqué de presse. « Le principal problème de la couche SAM est qu’elle est très fine et qu’elle se disperse donc facilement après un contact physique. Mais son étude nous donne des connaissances scientifiques de base que nous pouvons utiliser pour créer des applications pratiques et permanentes. « 

Lipico et ses collègues ont créé des SAM à l’aide d’un réacteur de dépôt en phase vapeur, une machine qui dépose de fines couches de matériaux sur des surfaces en condensant des matériaux vaporisés. Dans ce cas, le processus impliquait de pulvériser sur la surface en silicone un produit chimique appelé octyltrichlorosilane pour créer une surface semblable à un liquide. En faisant varier la durée de séjour du silicone dans le réacteur, les chercheurs ont pu rendre le système SAM plus ou moins glissant.

En testant ces surfaces, l’équipe a constaté que des temps de croissance courts (environ 30 secondes) et des temps de croissance plus longs (plus de quatre heures) produisaient des surfaces plus lisses que les temps de croissance moyens. Des temps de croissance plus courts provoquaient la propagation des gouttelettes d’eau à la surface, tandis que des temps de croissance plus longs provoquaient la formation d’un plus grand nombre de gouttelettes.

« Les résultats ont montré plus de glissement lorsque la couverture SAM était faible ou élevée, ce qui est également le cas où la surface est plus homogène », a déclaré Lebeko dans le communiqué. « Il était contre-intuitif que même une faible couverture entraîne un glissement exceptionnel. »

Étudier les moyens de rendre les surfaces plus glissantes peut sembler scandaleux et ridicule, mais cette recherche a de nombreuses applications communes. En 2016, une équipe de recherche de la Pennsylvania State University l’a créé Revêtement de 2,5 microns d’épaisseur inspiré du revêtement cireux que l’on trouve sur les plantes, qui permet aux liquides épais comme le ketchup et la moutarde de glisser directement de la surface. Leppico souligne que les recherches de son équipe ont également des propriétés pratiques telles que le dégivrage et l’antibuée comme applications potentielles pour les missiles sol-air sur lesquels son équipe a travaillé, en plus de créer des surfaces autonettoyantes.

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