MOUILLAGE

Un des axes de recherche les plus compétitifs aujourd'hui concerne le non-mouillage, domaine ouvert par deux articles retentissants de la fin des années 1990. Le premier, issu du groupe japonais Kao, montre que l' eau forme des perles presque parfaites quand on la pose sur des matériaux couvert de microtextures désordonnées et hydrophobes. Plutôt qu'une découverte originale (des travaux des années 1930 relataient déjà cet effet), ce travail a eu le mérite de souligner l'aspect spectaculaire de ce phénomène et de poser des questions pertinentes sur son origine. Le second article est celui de deux botanistes allemands, Wilhelm Barthlott et Christoph Neinhuis, qui ont décrit la surface d'environ deux cents plantes super-hydrophobes. Là encore, ce sont des microtextures couvertes de cire qui produisent l'effet anti-eau, avec une grande variété de designs encore accrue par les découvertes de textures animales produisant le même effet. On ignore toujours pourquoi il existe une telle variété de textures dans le monde du vivant. Correspondent-elles à des fonctions différentes, antipluie pour les unes, antibuée pour d'autres, etc. ? Et si l'on comprend qu'il soit nécessaire que les pattes d'un gerris (« punaise d'eau ») soient super-hydrophobes pour qu'il puisse être soutenu par la surface d'une mare, on ne sait pas, dans la plupart des cas, expliquer pourquoi des feuilles (celle du Ginkgo biloba par exemple) ont développé de telles propriétés.

Formes de gouttes en rotation

Photographie

Dans une centrifugeuse, une goutte se déplace en prenant des formes étonnantes (cacahuète ou roue liquide), en raison de la rotation et de la vitesse. La barre indique 1 centimètre dans chacun des deux cas. 

Crédits : P. Aussillous

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La raison pour laquelle la conjonction d'un vernis hydrophobe (une cire) et d'une texture produit de la super-hydrophobie est connue. Lorsque le liquide arrive à la surface d'un tel matériau, il s'arrête sur le sommet de plots qu'il lui est énergétiquement défavorable de mouiller (à cause de la cire qui les recouvre) : ainsi, c'est sur quelques plots et sur beaucoup d'air que l'eau repose, ce qui explique que les gouttes soient alors presque aussi sphériques qu'elles le sont dans l'air, dans un nuage par exemple. Or ces poches d'air sous-jacentes ont l'avantage supplémentaire de constituer une surface glissante pour l'ea [...]