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Observation du mouillage d'une surface sous l'eau

Les microscopes Leica assistent les scientifiques dans le cadre de l'examen de surfaces "auto-nettoyantes"

Image confocale en 3D de l'interface eau-air sous une goutte d'eau reposant sur une surface superhydrophobe. Le substrat est un époxy microtexturé revêtu d'or et modifié par une monocouche dodecanethiol auto-assemblée.

Un microscope confocal de profilometrie Leica a été utilisé par les scientifiques pour mieux comprendre les propriétés de mouillage des surfaces hydrophobes. Ils ont enregistré des images de surfaces sur lesquelles de l'eau avait été déposée afin d'étudier la rugosité de la zone de contact et son évolution au fil du temps. L'objectif est de contribuer au développement de matériaux dotés de surfaces auto-nettoyantes pour diverses applications.

Les surfaces hydrophobes sont souvent utilisées dans la nature par les plantes et les insectes, ce qui leur permet de rester propres, exempts de débris et de réduire la perte en eau. Normalement, nous observons ce phénomène quand de l'eau forme des gouttes au contact de la surface d'un matériau. La cire et les polymères hydrocarbonés en sont quelques exemples. La capacité d'un matériau à repousser l'eau est désignée par le terme d'hydrophobicité. Les surfaces superhydrophobes, telles que celles des feuilles de plantes et des exosquelettes d'insectes, font preuve d'une immence capacité à repousser l'eau.
Des surfaces auto-nettoyantes seraient très pratiques pour les dispositifs électroniques (panneaux d'affichage, circuits imprimés et boîtiers), les véhicules et les bâtiments (sièges, mobilier, fenêtres et murs), ainsi que pour les textiles (vêtements et étoffes). Une telle technologie peut éviter la contamination des surfaces et, par conséquent, simplifier le travail. Cela réduirait considérablement l'adhésion de la poussière et d'autres particules, mais également de l'eau, de l'huile et d'autres liquides.

La superhydrophobicité est un thème central dans le groupe de recherche du Prof. Boaz Pokroy au Technion Israel Institute of Technology. S'appuyant sur un microscope confocal DCM/profilomètre, le groupe est le premier à représenter la base d'une goutte d'eau sur une surface hydrophobique au niveau de la surface de contact eau-air. Les données de l'image peuvent contribuer à améliorer la compréhension du phénomène de mouillage interfacial. De plus, le groupe a enregistré une série d'images d'une fine couche de cire sur de l'or sur laquelle une goutte d'eau avait été déposée. La couche de cire présentait un changement dans la rugosité de sa surface au fil du temps. En effet, la surface a évoluée de l'état hydrophobe à l'état superhydrophobe au fil des heures sous l’effet de la contrainte à l'intérieur de la couche qui a entraîné une recristallisation.

Un jour peut-être, les surfaces superhydrophobes seront largement utilisées pour les tables, les fenêtres, les portes, voire même les vêtements. Les surfaces superhydrophobes simplifieraient considérablement les tâches de nettoyage.

 

 

 

Profil de la ligne mesurée le long de la dimension x de l'image confocale pour la surface superhydrophobe. Le profil est celui de l'interface eau-air sous la goutte d'eau reposant sur la surface du substrat. La hauteur maximale du profil est indiquée par la valeur Rt.