WATCH : Ce nouveau métal super-hydrophobe fait rebondir l’eau comme un fou

Des chercheurs américains ont inventé un métal autonettoyant qui est tellement super-hydrophobe que les gouttes d’eau rebondissent sur lui jusqu’à ce qu’elles roulent.

Inspirés de matériaux naturels tels que la feuille de lotus hydrofuge, les matériaux super-hydrophobes sont apparus un peu partout ces derniers temps. Nous avons vu un nouveau revêtement super-hydrophobe super-durable destiné aux centrales électriques annoncé à la mi-2014, et il y a quelques mois, des chercheurs chinois ont inventé un revêtement super-hydrophobe tellement bon, annoncé en 2013, un revêtement à pulvériser pour les bottes et les avions qu’il peut même être utilisé sur les sex toys. Il y a quelques semaines, j’ai eu l’occasion de tester un nouveau t-shirt super-hydrophobe fabriqué en Australie, et j’ai vu de petites gouttelettes de sauce tomate et de sauce soja rouler sur toute sa surface blanche immaculée.

Mais aussi cool que soient ces inventions, leur effet finira par s’estomper, car les matériaux sont recouverts d’une substance super-hydrophobe – ils ne sont pas eux-mêmes super-hydrophobes. Et c’est pourquoi ce nouveau métal est si excitant. Ses propriétés super-hydrophobes sont intégrées dans le matériau, ce qui signifie qu’il restera efficace pour toujours.

“Nous sommes capables de modifier la structure de la surface de presque n’importe quelle pièce de métal afin de contrôler la façon dont le liquide y réagit”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Chunlei Guo, professeur associé d’optique à l’université de Rochester, dans un communiqué de presse. “Nous pouvons même contrôler la direction dans laquelle le liquide s’écoule, ou si le liquide s’écoule tout court”

Pour créer le matériau autonettoyant, l’équipe de Guo a sablé la surface d’un alliage composé de platine, de laiton et de titane à l’aide d’une rafale ultra rapide de lumière laser. Et quand nous disons “ultra-rapide”, nous le pensons vraiment : chaque rafale ne dure qu’une femtoseconde, ce qui équivaut à quelques quadrillionièmes de seconde. Ou, comme le décrit l’équipe, “une femtoseconde est à une seconde ce qu’une seconde est à environ 32 millions d’années… [et] libère autant de puissance que l’ensemble du réseau électrique d’Amérique du Nord, le tout concentré sur un point de la taille d’une aiguille”.

Ces explosions modifient la structure du métal à l’échelle nanométrique, créant des piqûres, des globules et des brins minuscules sur toute la surface. Ces nanostructures déterminent dans quelle mesure les molécules de liquide sont attirées par les molécules de surface du métal, et l’effet peut être augmenté ou diminué en fonction du réglage du laser. Cela signifie qu’avec un réglage, le métal peut être rendu super-hydrophile, ce qui signifie qu’il se lie incroyablement bien avec les liquides, les amenant à se répandre rapidement sur la surface comme un gros câlin. Dans un autre cas, il devient super-hydrophobe, ce qui fait que le liquide rebondit directement hors de la surface.

“Imaginez un énorme système de voies navigables réduit à une minuscule puce, comme le circuit électronique imprimé sur un microprocesseur, afin de pouvoir effectuer des travaux chimiques ou biologiques avec un tout petit peu de liquide”, explique M. Guo. “Le sang pourrait suivre précisément un certain chemin jusqu’à un capteur pour le diagnostic des maladies. Avec un système aussi minuscule, une infirmière n’aurait pas besoin de prélever un tube entier de sang pour un test. Une égratignure sur la peau pourrait contenir plus qu’assez de cellules pour une micro-analyse.”

De plus, leur métal est noir, ce qui signifie qu’il sera particulièrement utile pour les applications nécessitant la collecte de lumière, comme les capteurs et les panneaux solaires, indiquent-ils dans la revue Applied Physics Letters. Leur matériau est autonettoyant, anticorrosion, antigivre et antimicrobien. Imaginez des climatiseurs et des réfrigérateurs qui n’accumulent jamais de glace, des étagères qui n’ont jamais besoin d’être dépoussiérées et des surfaces sur lesquelles les microbes nuisibles ne peuvent jamais s’installer.

L’invention a même attiré l’attention de la Fondation Bill et Melinda Gates, en raison de son potentiel pour faciliter la collecte de l’eau de pluie dans les pays en développement du monde entier. “Dans ces régions, la collecte de l’eau de pluie est vitale et l’utilisation de matériaux super-hydrophobes pourrait augmenter l’efficacité sans qu’il soit nécessaire d’utiliser de grands entonnoirs aux angles aigus pour empêcher l’eau de coller à la surface”, explique Guo dans le communiqué de presse. “Une deuxième application pourrait être la création de latrines plus propres et plus saines à utiliser.”

Mais, comme le dit Alexandra Ossola à Motherboard, “il est loin d’être prêt à être déployé dans ces scénarios du monde réel où il est le plus nécessaire”. Pour l’instant, il faut une heure pour modeler au laser un échantillon de métal de 2,5 cm sur 2,5 cm, ce qui n’est pas envisageable si l’on veut créer d’énormes entonnoirs et toilettes avec ce matériau. Mais c’est quand même super amusant de voir ce procédé fonctionner, même si nous devons attendre un certain temps avant de le voir faire son chemin dans nos vies.