Pourquoi certaines gouttes d’eau perlent-elles tandis que d’autres s’étalent ? 💧🍃

Lors du « Marché des Rêves », nous avons proposé au public de se glisser dans la peau de chercheurs en science des matériaux pour explorer la mouillabilité et la tension de surface.

Un démonstrateur sous forme de plans inclinés nous permet de visualiser ce que la physique décrit, petits et grands ont pu comparer en direct le comportement d’une goutte d’eau sur différents supports :
1️⃣ Une feuille d’Iris (Les meilleurs exemples de super hydrophobie sont dans la nature)
2️⃣ Un acier poli classique (faible déperlance)
3️⃣ Un acier texturé au laser au laboratoire pour imiter la nature (bio inspiration)

Une belle façon de montrer comment la texturation de surface modifie les interactions entre un liquide et un solide, ouvrant la voie à des applications innovantes en ingénierie des surfaces.

🔎 Maintenant, rentrons dans le pourquoi ?
En physique, tout est une affaire de minimisation d’énergie et de compétition entre les interactions intermoléculaires : cohésion du liquide vs adhésion solide-liquide.
• Sur l’iris, la goutte est sous forme de sphérique, une perle bien ronde.
• Sur l’acier poli, la goutte est plus étalée.
A son état d’équilibre, la goutte va prendre une forme bien particulière (régi par l’équation de Young) dont nous pouvons mesurer l’angle, c’est ce qui nous permet de comparer les énergies de surface de nos substrats.

Energie de surface de l’iris < Energie de surface de l’acier poli.

L’acier poli « attire » d’avantage la goutte.

🔎 Comment avons-nous réussi à rendre un acier déperlant ?
Texturation laser sur notre acier → changement de la chimie et de la topographie de surface → il possède maintenant une faible énergie libre / l’adhésion est faible → la goutte minimise son interface en adoptant un angle de contact élevé (forme sphérique similaire à la forme de goutte sur l’iris) → la goutte perle, nous avons bien une surface hydrophobe.
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Sujet porté par Laora Lamour au sein du groupe de travail « Biomimétisme et ingénierie de surfaces » : Stéphane VALETTE, Laora Lamour, Mathilde Catherin, Alina HAMRI – PASCALE.
Spécificité du choix de la texturation d’empreinte de moule pour réplication par injection plastique, porté par Louise Guymard au sein du projet ANR POLSUD, en partenariat avec MATEREAL, l’INL – CNRS et l’ENTPE.

👉 Pour en savoir plus sur le projet POLSUD : Découvrir l’article sur L’Usine Nouvelle https://lnkd.in/eZcGGk7B

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