De l'eau qui rebondit grâce à un nouveau métal totalement hydrofuge

Chunlei Guo était déjà parvenu à rendre hydrophile la surface de métaux. Il a désormais fait l'inverse grâce une "rugosité nanométrique" de leur surface. Autrement dit, une structure de surface qui est de l'ordre du millionième de millimètre et qui réduit sensiblement la zone de contact entre l'eau et elle.

C'est ce que les scientifiques appellent l'effet lotus. Les feuilles de lotus sont connues pour leur "superhydrophobie", c'est-à-dire que l'eau glisse sur elles, sans jamais les mouiller.

Visant à imiter cette propriété, Chunlei Guo et ses collègues sont ainsi parvenus à reproduire cet effet sur différentes surfaces métalliques en platine, en laiton et en titane. Il leur fallait pour cela un laser dit "femtoseconde" qui projette de très brefs flashs lumineux extrêmement intenses.

Très brefs, car une femtoseconde "est à une seconde ce qu’une seconde est à… 32 millions d’années", explique le site de Sciences et Avenir. Très intenses, car chaque impulsion "génère autant d’énergie que l’ensemble du réseau électrique d’Amérique du Nord, le tout centré sur une surface de la taille d’une aiguille".

Grâce à ces flashs, les chercheurs ont créé un réseau complexe de microstructures et de nanostructures superposées qui "confèrent au métal la même propriété de superhydrophobie que les feuilles de lotus".

Panneaux solaires et toilettes autonettoyantes

C'est joli, direz-vous, mais à quoi ça sert ? Tout d'abord, ces surfaces sont pratiquement inusables: "Les structures créées par notre laser sur les métaux font partie intrinsèque de la surface du matériau. Cela signifie qu’elles ne vont pas s’estomper", explique Chunlei Guo qui indique par ailleurs qu'il ne faut qu'une inclinaison de 5 degrés de la surface pour faire glisser l'eau, contre 70 degrés pour une poêle antiadhésive.

Ces surfaces sont également autonettoyantes : en coulant, l'eau emporte avec elle toutes les poussières. Pour l'illustrer, les chercheurs vident un sac d'aspirateur sur un morceau de métal; une douzaine de gouttes d'eau suffisent pour le nettoyer de manière impeccable. Les panneaux solaires pourraient entre autres largement bénéficier de ces propriétés.

Dans les pays en voie de développement, ces surfaces métalliques pourraient aussi être salvatrices. "Dans ces régions, la collecte de l'eau de pluie est vitale et l’utilisation de matériaux superhydrophobes pourrait accroître le rendement sans avoir à mettre en place de grands entonnoirs avec des angles importants pour empêcher l’eau d’y stagner. Une deuxième application pourrait être la création de latrines autonettoyantes ou faciles à nettoyer avec une très petite quantité d’eau."

Avant d'industrialiser ces nouveaux métaux, il ne reste maintenant qu'à accélérer l'opération de gravure. Elle est en effet très longue actuellement : pour 2,54 centimètres de métal, le procédé dure 1 heure...

T. Mignon avec Sciences et Avenir

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