Entre gouttes et surfaces, des affinités si variées

Article paru en octobre 2004 dans CEA Techno(s) n° 72

Des surfaces si hydrophobes que la goutte peine à s'y déposer, d'autres si hydrophiles qu'elle s'étale et s'évapore En jouant sur les matériaux et leur texturation, une équipe du CEA détermine des comportements au mouillage atypiques pour des applications variées : revêtements de sols, plasturgie, micro-électronique, biotechnologies, etc.

Pourquoi certaines surfaces sont-elles hydrophiles et d'autres hydrophobes ? "Question de tension superficielle de surface" -disent les physiciens, qui caractérisent l'interaction entre la goutte et le matériau de dépôt en mesurant l'angle de mouillage, entre la surface (horizontale) et le profil de la goutte. "Tout dépend de la texturation du matériau, de sa nature chimique et de la viscosité du liquide" complètent les technologues, chargés eux de maîtriser ce phénomène pour des applications précises.
C'est notamment la spécialité d'une équipe grenobloise du CEA-Liten, passée maître dans l'art de créer des propriétés de surface hors normes. Citons ces nanotubes de carbone revêtus de polysilo-xane et devenus carrément hydrophobes : la goutte ne se dépose pas, car elle tient davantage à la seringue qui l'apporte qu'à la surface censée la recevoir. Ou à l'inverse, cette surface où la goutte s'étale tant qu'elle s'évapore, car la surface d'échange avec l'air est maximale !
Entre ces deux extrêmes, les applications abondent : industrie du collage, du vitrage, des peintures, des revêtements de sols Dans ce dernier domaine, le laboratoire a transféré à un industriel le procédé de dépôt d'une couche mince transparente, qui empêche différentes salissures (marqueur, gomme des semelles) d'adhérer à la surface. Autre collaboration, cette fois en plasturgie : un dépôt couche mince, bien moins cher que le traditionnel nitrure de titane, qui permet de démouler des pièces d'aspect parfait avec une force d'éjection inférieure.