LPMC

Partenaires

CNRS UNS
UCA



Rechercher

Sur ce site

Sur le Web du CNRS


Accueil du site > Recherche > Projets > Thème Fluides & Matériaux Complexes > Mouillage, physico-chimie de surfaces et microfluidique

Mouillage, physico-chimie de surfaces et microfluidique

- Porteur : Cohen Céline

- Collaborateurs LPMC : Noblin Xavier, Guittard Frédéric, Darmanin Thierry, Medici Marie-Gabrielle, Celestini Franck

- Soutiens financiers : BQR LPMC

- Plateformes technologiques : Salle propre classe 10000, Traitement et analyse des surfaces

- Description :

Qu’il s’agisse de limiter la buée, le givre ou encore le dépôt de salissures, de nombreuses situations pratiques nécessitent l’utilisation de surfaces sur lesquelles les liquides n’adhèreraient pas. Dans bien des cas, la modification de la seule nature chimique des surfaces ne suffit pas à supprimer l’adhésion (surfaces hydrophobes), et une modification physique de la surface est également nécessaire pour diminuer plus fortement encore l’adhésion sur ces surfaces qui sont alors dites super-hydrophobes. Ces surfaces, présentes dans la nature (ailes, feuilles de lotus…) démontrent aujourd’hui de nombreuses applications technologiques : textile, automobile, aéronautique, produits ménagers, etc. Ce projet constitue un approche pluridisciplinaire de ces surfaces (physique, chimique, procédés).

Géometries complexes, microcanaux.

L’enjeu international est maintenant d’élaborer ces surfaces non plus sur de simple plan mais sur des surfaces courbes ou flexibles voire carrément intégrer à des dispositifs fluidiques plus complexes comme les microcanaux. On trouve dans la littérature de nombreuses méthodes de fabrication de microcanaux superhydrophes. Cependant, la plupart de ces techniques sont couteuses et délicates à mettre en œuvre. Dans le cadre de ce projet, nous nous proposons de développer de nouvelles méthodes plus accessibles pour fabriquer des microcanaux nanostructurés superhydrophobes qui sont par ailleurs fabriqués avec les techniques classiques de microfabrication douce (canaux en PDMS avec la lithographie douce). Par ailleurs, il s’agit en plus de réussir ces challenges de conception de nouveaux matériaux, de mieux comprendre leurs propriétés fluidiques (hystérésis ou dynamique d’écoulement, diminution des pertes de charges) mais aussi leur résistance dans le temps, au froid (anti-givre) et à l’adhésion.

Pont capillaire.

L’étude des propriétés adhésives des surfaces superhydrophobes est délicate car les forces mises en jeu sont très faibles. La technique du pont capillaire qui a été développée initialement au Laboratoire de Physique des Solides à Orsay pour caractériser des surfaces peu adhésives, s’affranchit de cette difficulté en mettant en compétition l’élasticité de surface d’un liquide, c’est-à-dire sa tension de surface, et l’adhésion solide-liquide. Ce test consiste à former un pont liquide, dit pont capillaire entre une surface solide test et un bain liquide. L’expérience consiste à suivre l’évolution de ce pont liquide lorsque l’on force la ligne de contact solide-liquide-vapeur à avancer ou à reculer sur le solide, en approchant ou en éloignant la surface du bain liquide. Ceci permet de caractériser l’aptitude de la surface à retenir le liquide et en particulier le lien entre le piégeage et le dépiégeage de la ligne triple et l’hystérèse de l’angle de contact. Nous avons récemment développé cette technique au laboratoire pour étudier le mouillage statique et dynamique de surfaces super-hydrophobes et super-oléophobes dont on contrôlera les propriétés physico-chimiques pour avancer sur la compréhension du lien entre paramètres microscopiques de la surface et les phénomènes de mouillage.

Surfaces mixtes, applications à la condensation.

Enfin, dans une troisième partie, nous développerons des surfaces complexes pour étudier la formation de figure de souffle.

Mots-clés

Fluides & Matériaux Complexes, Surfaces & Interfaces, Fluides Complexes, MIMIC