Une auto-guérison, hydrofuge, Le revêtement par pulvérisation développé à l'Université du Michigan est des centaines de fois plus durable que ses homologues.

Il pourrait permettre l'étanchéité des véhicules, Vêtements, les toits et d'innombrables autres surfaces pour lesquelles les traitements d'étanchéité actuels sont trop fragiles. Il pourrait également abaisser la résistance des coques de navires, une étape qui réduirait la consommation de carburant des énormes navires qui transportent 90 pour cent de la cargaison mondiale.

Les développeurs disent que la nouvelle concoction est une percée dans un domaine où des décennies de recherche n'ont pas réussi à produire un revêtement durable. Bien que des finitions hydrofuges soient actuellement disponibles, ils ne sont généralement pas assez solides pour des applications telles que les vêtements ou les coques de navires. Cette découverte change cela.

"Des milliers de surfaces superhydrophobes ont été examinées au cours des 20 ou 30 dernières années, mais personne n'a été capable de comprendre comment en concevoir systématiquement un qui soit durable, " dit Anish Tuteja, U-M professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux. "Je pense que c'est ce que nous avons vraiment accompli ici, et ça va ouvrir la porte à d'autres chercheurs pour créer moins cher, peut-être même de meilleurs revêtements superhydrophobes."

Le revêtement est composé d'un mélange d'un matériau appelé « élastomère de polyuréthane fluoré » et d'une molécule hydrofuge spécialisée connue sous le nom de « F-POSS ». Il peut être facilement pulvérisé sur pratiquement n'importe quelle surface et a une texture légèrement caoutchouteuse qui le rend plus résistant que ses prédécesseurs.

S'il est endommagé, le revêtement peut se guérir des centaines de fois. Il peut rebondir "même après avoir été abrasé, rayé, brûlé, nettoyé au plasma, aplati, soniqué et attaqué chimiquement, " ont écrit les chercheurs dans un article récemment publié dans Matériaux appliqués et interface ACS s.

En plus de récupérer physiquement, le revêtement peut se guérir chimiquement. Si des molécules F-POSS hydrofuges sont grattées de la surface, de nouvelles molécules y migreront naturellement pour les remplacer. C'est ainsi que le revêtement peut se renouveler des centaines de fois. Sa capacité de guérison n'est limitée que par son épaisseur.

La découverte est commercialisée par HygraTek, une entreprise fondée par Tuteja avec l'aide de U-M Tech Transfer.

Au-delà des revêtements détaillés dans le document, le projet a produit ce qui équivaut à une recette que les chercheurs peuvent utiliser pour optimiser les futurs revêtements en fonction des exigences de coût d'une application spécifique, durabilité et d'autres facteurs.

Comme l'explique Kevin Golovin, auteur principal et doctorant de l'UM, l'équipe a utilisé un processus radicalement différent des recherches antérieures dans le domaine.

"La plupart des chercheurs en science des matériaux se sont concentrés sur l'identification d'un système chimique spécifique qui soit aussi durable et hydrofuge que possible, " a-t-il dit. " Nous avons abordé le problème différemment, en mesurant et en cartographiant les propriétés chimiques de base qui rendent un revêtement hydrofuge durable. Et certains des résultats nous ont surpris."

Par exemple, la plupart des revêtements hydrophobes sont constitués de deux ingrédients principaux :une molécule active qui assure la déperlance et un liant. Généralement, les chercheurs ont supposé que l'utilisation d'ingrédients plus durables produirait un revêtement plus durable. Mais l'équipe de Tuteja a découvert que ce n'était pas nécessairement le cas.

Ils ont découvert qu'une propriété appelée "miscibilité partielle, " ou la capacité de deux substances à se mélanger partiellement. L'autre variable clé découverte par l'équipe est la stabilité de la surface hydrofuge.

La plupart des revêtements hydrofuges fonctionnent car leur surface a une géométrie très spécifique, piliers souvent microscopiques. Des gouttelettes d'eau se perchent au sommet de ces piliers, créant des poches d'air en dessous qui empêchent l'eau de se reposer et la font rouler facilement. Mais ces surfaces ont tendance à être fragiles - une légère abrasion ou même la pression de l'eau elle-même peuvent les endommager.

Les recherches de l'équipe ont révélé qu'une surface légèrement pliable peut échapper à cet écueil, même si elle semble moins durable, ses propriétés souples lui permettent de rebondir après les dommages.

Tuteja estime que les revêtements seront disponibles pour une utilisation avant la fin de 2017 pour des applications comprenant des tissus hydrofuges et des revêtements par pulvérisation qui peuvent être achetés directement par les consommateurs.