L'effet Cheerios fait référence au phénomène par lequel une particule flottant à la surface d'un fluide est attirée vers une surface solide proche, même si la particule est initialement située plus loin. Cet effet est généralement observé lorsqu'un petit objet, comme un morceau de céréale ou une gouttelette de liquide, flotte à la surface d'un liquide et s'approche d'une surface solide, comme le bord d'un récipient.

La physique sous-jacente à l’effet Cheerios est liée aux forces capillaires qui agissent sur la particule en raison de la tension superficielle du fluide. À mesure que la particule s'approche de la surface solide, la tension superficielle du fluide à l'interface entre la particule et le solide crée un déséquilibre des forces, tirant la particule vers la surface solide.

Pour inverser l'effet Cheerios, les scientifiques ont utilisé différentes approches, telles que la modification des propriétés de surface de la surface solide ou la modification de la composition du fluide. Voici quelques méthodes qui ont été utilisées pour y parvenir :

Modification de la surface :

- Revêtements hydrophiles : En recouvrant la surface solide de matériaux hydrophiles (attirant l'eau), la tension superficielle du fluide à l'interface entre la particule et le solide peut être réduite. Cela réduit l’attraction capillaire et peut conduire à l’inversion de l’effet Cheerios.

Modification des fluides :

- Tensioactifs : L'ajout de tensioactifs (agents tensioactifs) au fluide peut modifier les propriétés de tension superficielle et affaiblir les forces capillaires. En choisissant soigneusement le type et la concentration des tensioactifs, il est possible d’inverser l’effet Cheerios.

- Solutions polymères : La suspension de la particule dans une solution de polymère peut modifier les propriétés rhéologiques du fluide et influencer les interactions capillaires. Cette approche a été utilisée pour inverser l'effet Cheerios en modifiant la viscoélasticité du fluide.

Champs électriques :

L'application d'un champ électrique externe au fluide peut induire des forces électrohydrodynamiques qui contrebalancent les forces capillaires. En manipulant l'intensité et la direction du champ électrique, il devient possible d'inverser la direction du mouvement de la particule.

Champs magnétiques :

En présence d'un champ magnétique, les particules magnétiques ou les particules contenant des matériaux magnétiques peuvent subir des forces magnétiques. En contrôlant le champ magnétique, le mouvement des particules peut être manipulé, conduisant potentiellement à l'inversion de l'effet Cheerios.

Il convient de noter que même si ces approches se sont révélées prometteuses pour inverser l'effet Cheerios, les conditions et paramètres spécifiques requis peuvent varier en fonction des caractéristiques du système, telles que la taille des particules, les propriétés du fluide et la chimie de la surface.