Plastique super-répulsif

Si vous avez déjà désespéré d'obtenir la dernière goutte de ketchup ou de détergent d'une bouteille en plastique - ou si vous êtes un chercheur en microfluidique qui se demande comment vous pourrez jamais produire en masse une puce de diagnostic bon marché - les scientifiques de GE peuvent avoir un plastique pour vous.

Les chercheurs de l'entreprise ont trouvé un moyen de traiter un polymère commun afin qu'il repousse les fluides, même des gouttes de miel roulent tout de suite . La propriété qui en résulte est appelée superhydrophobie - ou répulsion extrême des fluides à base d'eau - au-delà même de celle d'une voiture fraîchement cirée.

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Alors que plusieurs matériaux techniques existants se comportent de cette façon, la réalisation de GE est remarquable car elle a été réalisée avec un plastique peu coûteux, le Lexan de GE, qui est normalement hydrophile, ce qui signifie que l'eau se répand au contact, pas quelque chose qui est hydrophobe pour commencer, comme le téflon ou le silicone -matériaux à base. Ces derniers matériaux sont beaucoup plus chers que le Lexan, un thermoplastique omniprésent utilisé dans des produits allant des CD et DVD aux phares automobiles, aux conteneurs de stockage de nourriture et aux appareils ménagers courants.

Bien que GE ne prédise pas encore d'applications spécifiques, quelques-unes sont théoriquement possibles. Un plastique superhydrophobe bon marché pourrait être utilisé dans des récipients alimentaires d'où sortirait le dernier morceau de ketchup ou de sirop. Cela pourrait également permettre un panneau de construction qui repousse l'eau si efficacement que la pluie emporterait la saleté, ce qui le rend essentiellement autonettoyant.

Un tel matériau pourrait également être une aubaine pour la médecine. Dans le domaine de la microfluidique, des matériaux superhydrophobes sont nécessaires pour que de minuscules volumes de sang ou d'autres fluides corporels puissent s'écouler plus facilement à travers des canaux à l'échelle micrométrique. Bien que certains matériaux superhydrophobes soient actuellement disponibles, ils sont suffisamment chers pour empêcher les visions de gadgets de diagnostic que vous pourriez acheter dans une pharmacie. Un plastique bon marché, cependant, pourrait rendre une telle puce de diagnostic jetable réalisable. C'est un gros problème et c'est important pour les applications de microfluidique, explique Neelesh Patankar, ingénieur en mécanique et microfluidique à l'Université Northwestern.

GE n'a pas publié ses résultats de recherche, pour des raisons de propriété intellectuelle. Mais l'entreprise pense qu'elle est sur quelque chose d'entièrement nouveau. À notre connaissance, la plupart sinon la totalité des matériaux superhydrophobes dont nous avons eu connaissance jusqu'au milieu de l'année dernière [lorsque la société a réalisé son premier prototype] commençaient avec des matériaux qui étaient déjà hydrophobes. Il est beaucoup plus facile de les rendre superhydrophobes. Nous avons commencé dans le trou, avec quelque chose qui est hydrophile. C'est ce qui était unique, déclare Margaret Blohm, responsable des technologies de pointe pour le laboratoire de nanotechnologie de GE dans son centre de recherche mondial à Niskayuna, NY. Nous avons transformé l'hydrophile en superhydrophobe. Nous sommes probablement le premier groupe à le faire.

GE y est parvenu en modifiant un matériau qui est l'un des piliers de son activité plastique. Et ils se sont inspirés des feuilles de la plante de lotus, qui est naturellement superhydrophobe ; l'inspection microscopique des feuilles de lotus révèle leur structure de cire nanocristalline. La surface de la feuille de lotus a des cellules de 5 à 10 micromètres de large, au sommet desquelles se trouvent de minuscules cristaux de cire de plusieurs dizaines de nanomètres de large. Sur une feuille de lotus, les perles d'eau ressemblent presque à des sphères parfaites.

GE a entrepris d'imiter ce motif sur la surface de son matériau en polycarbonate, essentiellement en rendant la surface rugueuse d'une manière spécifique. Tao Deng, scientifique des matériaux chez GE, est discret sur le processus, mais dit que cela a été fait avec un traitement chimique de la surface.

GE a réussi avec son prototype l'été dernier, mais n'a commencé à discuter de l'avancée que ces dernières semaines. L'un des inconvénients importants est que le processus laisse le plastique opaque et non transparent. Cela signifie que cela ne fonctionnerait pas pour les fenêtres en plastique ou les récipients alimentaires transparents. Mais une version claire n'est pas loin. Cela arrive, dit Deng.

Même l'intégration des versions opaques dans de vrais produits prendra un certain temps. GE estime qu'il faudra au moins cinq ans avant la commercialisation, une fois les problèmes de fabrication résolus. Cinq ans, ce n'est pas beaucoup de temps, cependant - à peu près combien de temps il faut pour que tout le ketchup s'égoutte des bouteilles en plastique d'aujourd'hui.

Image de la page d'accueil avec l'aimable autorisation de GE.

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