Le projet « vert » dirigé par les scientifiques de Swansea pourrait remplacer les matériaux plus coûteux et dangereux utilisés pour l'imperméabilisation et l'antifouling/buée.

De nouveaux matériaux ont été développés par des scientifiques de l'Energy Safety Research Institute (ESRI) de l'Université de Swansea, qui sont non toxiques, économique et promet de remplacer les matériaux plus coûteux et dangereux utilisés pour l'imperméabilisation et l'antifouling/buée.

Une nouvelle classe de nanomatériaux à mouillabilité réglable a des applications importantes allant de l'antifouling aux surfaces imperméabilisantes. Les matériaux fabriqués par les scientifiques de l'Université de Swansea sont peu coûteux, non toxique et peut être appliqué sur une variété de surfaces par pulvérisation ou par centrifugation.

Les chercheurs dirigés par le Dr Shirin Alexander et le professeur Andrew Barron ont rapporté leur découverte dans le journal en libre accès de l'American Chemical Society. ACS Oméga .

Les nanomatériaux revêtus par pulvérisation fournissent à la fois une texture aux surfaces, quel que soit le support, et la fonctionnalité chimique qui peut modifier la surface de superhydrophile (mouillant à l'eau) à superhydrophobe (hydrofuge) en fonction du choix d'une fonctionnalité sur mesure.

La fabrication et les tests de matériaux à faible énergie de surface et à haute énergie de surface ont été réalisés par Wafaa Al-Shatty, étudiante en master à l'Energy Safety Research Institute du Swansea University Bay Campus.

Là, elle a synthétisé des nanoparticules d'oxyde d'aluminium à l'aide d'acides carboxyliques linéaires et ramifiés hydrocarbonés (avec différentes énergies de surface) pour démontrer que l'hydrophobie peut être facilement ajustée en fonction de la nature de la fonctionnalité chimique. La recherche démontre que des changements subtils dans la chaîne organique permettent le contrôle de la mouillabilité de la surface, rugosité, l'énergie de surface et la capacité des nanoparticules à se comporter comme des agents tensioactifs.

L'hydrophobie et l'hydrophilie sont toutes deux renforcées par la rugosité. Les nanoparticules avec la fonctionnalité méthoxy (-OCH3) présentent une énergie de surface élevée et donc des propriétés de superhydrophilie. Par contre les hydrocarbures ramifiés réduisent l'énergie de surface. Les chaînes hérissées (ramifiées) constituent la première ligne de défense contre l'eau aux côtés de la rugosité de surface (causée par les nanoparticules dans les deux cas). Cela minimise le contact entre la surface et les gouttelettes d'eau, ce qui leur permet de glisser.

Être superhydrophobe, un matériau doit avoir un angle de contact avec l'eau supérieur à 150 degrés, tandis que les surfaces superhydrophiles sont des matériaux dont les surfaces présentent des angles de contact avec l'eau inférieurs à 10 degrés. L'angle de contact est l'angle auquel la surface de l'eau rencontre la surface du matériau.

Le matériau superhydrophobe à base d'hydrocarbures peut être un remplacement "vert" de coûteux, fluorocarbures dangereux couramment utilisés pour les applications superhydrophobes. "Ils sont également capables de réduire la tension interfaciale de diverses émulsions huiles-eau en se comportant comme des agents tensioactifs (tensioactifs)", dit Alexandre. La compréhension des relations entre les nanoparticules superhydrophobes et superhydrophiles et la stabilité de l'huile qui en résulte, Les propriétés de l'émulsion et la tension interfaciale à la frontière huile/eau sont très instructives et donnent des informations qui pourraient grandement bénéficier au développement futur d'une plus grande efficacité dans la récupération du pétrole grâce à des méthodes de récupération assistée du pétrole (EOR).

L'équipe travaille à améliorer la durabilité du matériau sur divers substrats, ainsi que d'examiner l'application à grande échelle sur des surfaces.