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Pare-brise autonettoyants et antibuée
Un nouveau revêtement qui change de structure selon qu'il est en contact avec de l'huile ou de l'eau pourrait empêcher les pare-brise de s'embuer ou d'accumuler des dépôts huileux. Le revêtement a été développé à l'Université Purdue et présenté lors de la réunion de l'American Chemical Society la semaine dernière.
Voir clairement: Lorsque l'eau se condense sur le verre, elle peut former de minuscules gouttes qui rendent la surface difficile à voir à travers. Un nouveau revêtement provoque l'étalement de ces gouttelettes, formant une feuille transparente. Le revêtement repousse également l'huile.
Déposez de l'eau sur une surface traitée avec le revêtement, et elle s'étale rapidement, créant un film mince. Cette action empêche la formation des minuscules gouttelettes d'eau qui composent le brouillard. Ajoutez de l'huile, cependant, et la surface réagit dans le sens inverse, repoussant l'huile et la faisant perler. Toute huile qui ne s'écoule pas d'elle-même serait facilement essuyée avec de l'eau, ce qui rendrait inutile l'utilisation de savon pour un conducteur.
Le comportement de l'huile et de l'eau sur le revêtement est inhabituel en ce sens qu'avec ce matériau, l'huile perle plus que l'eau. Typiquement, c'est l'inverse : la tension superficielle plus élevée de l'eau fait qu'elle perle plus que le pétrole.
Bien que les mécanismes exacts impliqués ne soient pas encore confirmés, il est clair que ce qui fait que le revêtement agit de cette manière inhabituelle, c'est qu'il s'agit en réalité de deux surfaces en une, capables de changer de structure selon qu'il est en contact avec de l'huile ou de l'eau. Le revêtement est composé de chaînes polymères chimiquement attachées à une surface de verre comme les poils d'un pinceau. Ces polymères sont flexibles et capables de changer de forme. Ce faisant, des segments aux propriétés chimiques distinctes peuvent remonter à la surface. Les chercheurs de Purdue suggèrent qu'une possibilité est que ces polymères se réorganisent en fonction de la manière dont différents segments sont attirés ou repoussés par le pétrole ou l'eau. En présence d'huile, un segment du polymère qui fait perler les fluides remonte à la surface du revêtement. Mais lorsque l'eau est présente, ce segment se retire de la surface, permettant à l'eau de se répandre.
C'est certainement une manière intelligente de procéder, déclare Michael Rubner, professeur de science et d'ingénierie des matériaux au MIT. Le nouveau revêtement des chercheurs de Purdue, dit-il, est idéalement placé pour pouvoir s'adapter à son environnement.
Le revêtement pourrait être particulièrement utile à l'intérieur des pare-brise des voitures, explique Jeffrey Youngblood, professeur d'ingénierie des matériaux à Purdue qui a dirigé les travaux. Des traces d'huile, telles que des traitements protecteurs sur les surfaces intérieures d'une voiture, s'accrochent au verre, modifiant l'énergie de surface du verre et augmentant sa tendance à la formation de buée. Le revêtement repousserait à la fois l'huile et empêcherait la formation de gouttelettes d'eau ou de brouillard. Les propriétés du revêtement pourraient également le rendre utile dans les filtres. Appliquée sur une silice poreuse, elle laisse passer l'eau mais érige des barrières à l'huile. Cela pourrait être utile pour nettoyer les déversements de pétrole.
Pour fabriquer le revêtement, les chercheurs ont développé un moyen de lier de manière covalente le Zonyl FSN-100, un matériau fabriqué par DuPont, à une surface en verre. Bien que ce processus ait bien fonctionné pour tester les propriétés du système, il est trop coûteux pour une fabrication à grande échelle. Youngblood et ses collègues développent actuellement des techniques de pulvérisation ou de roll-on moins coûteuses pour fabriquer le revêtement.
Les prochaines étapes comprendront également la modification de la chimie afin que le revêtement fonctionne avec des types d'huiles autres que l'huile à base de pétrole testée à ce jour. À terme, il sera peut-être possible de créer un revêtement basé sur des mécanismes similaires qui repousse les empreintes digitales, facilitant ainsi le nettoyage des lunettes et des écrans de téléphones portables.