Il peut repousser l'eau, huile, l'alcool et même le beurre de cacahuète. Et cela pourrait faire économiser à la marine américaine des millions de dollars en coûts de carburant pour les navires, réduire la quantité d'énergie consommée par les navires et améliorer l'efficacité opérationnelle.

L'Office of Naval Research (ONR) parraine les travaux du Dr Anish Tuteja, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université du Michigan, développer un nouveau type de revêtement « omniphobe ». Ce revêtement chimique est clair, durable, peut être appliqué sur de nombreuses surfaces et évacue à peu près n'importe quel liquide.

La Marine s'intéresse particulièrement à la façon dont les revêtements omniphobes peuvent réduire la résistance de frottement (résistance créée par le mouvement d'une coque dans l'eau) sur les navires, sous-marins et navires sous-marins sans pilote.

Comparez la traînée de friction au jogging dans une piscine. En raison de la résistance de l'eau, chaque foulée est plus difficile et demande plus d'énergie et d'effort.

"Un pourcentage important de la consommation de carburant d'un navire [jusqu'à 80 % à basse vitesse et 40 à 50 % à haute vitesse] sert à maintenir sa vitesse et à surmonter la traînée de friction, " a déclaré le Dr Ki-Han Kim, un officier de programme au Département de la guerre maritime et des armes de l'ONR. "Si nous pouvions trouver un moyen de réduire considérablement la traînée de friction, les navires consommeraient moins de carburant ou de batterie, et profitez d'une plus grande gamme d'opérations."

Le revêtement omniphobe de Tuteja pourrait être une solution. Imaginez deux navires naviguant à la même vitesse, l'un faisant face à la traînée de friction et l'autre recouvert d'un revêtement qui fait que l'eau perle et glisse facilement de la coque. Le navire revêtu consommerait théoriquement moins de carburant car il n'a pas à lutter contre autant de résistance à l'eau tout en maintenant la vitesse.

Bien que les revêtements répulsifs ne soient pas nouveaux, il est difficile d'en créer un qui résiste à la plupart des liquides et qui soit suffisamment solide pour coller à diverses surfaces pendant de longues périodes. Prenez une poêle téflonnée, par exemple. L'eau perlera et roulera de la poêle, tandis que l'huile de cuisson se répandra partout.

"Les chercheurs peuvent prendre une matrice polymère très durable et une charge très répulsive et les mélanger, " a déclaré Tuteja. " Mais cela ne donne pas nécessairement un résultat durable, revêtement répulsif. Différents polymères et charges ont des miscibilités différentes [la capacité de deux substances à se mélanger]. La simple combinaison des constituants individuels les plus durables ne donne pas le revêtement composite le plus durable."

Pour concevoir leur revêtement innovant, Tuteja et son équipe de recherche ont étudié de vastes bases de données informatiques de substances chimiques connues. Ils ont ensuite entré des équations mathématiques complexes, en fonction des propriétés moléculaires de chaque substance, pour prédire comment deux quelconques se comporteraient une fois mélangés. Après avoir analysé des centaines de combinaisons, les chercheurs ont trouvé le bon mélange.

Le mariage moléculaire a été un succès lors des tests de laboratoire. Le combo en caoutchouc peut être pulvérisé, brossé, trempés ou spin-coated sur de nombreuses surfaces, et il se lie étroitement. Le revêtement peut également résister aux rayures, bosselures et autres dangers d'utilisation quotidienne. Et la façon dont les molécules se séparent rend le revêtement optiquement clair.

En plus de réduire la traînée de friction, Tuteja envisage d'autres utilisations de la Marine pour le revêtement omniphobe, notamment la protection d'équipements de grande valeur tels que des capteurs, radars et antennes de la météo.

En plus des revêtements omniphobes pour réduire la traînée de friction, L'ONR parraine d'autres types de recherche sur les revêtements pour prévenir la corrosion sur les navires et les avions et lutter contre l'encrassement biologique (l'accumulation de balanes sur les coques). Des revêtements similaires peuvent également empêcher la formation de glace sur les navires opérant dans les régions froides, ou rendre l'élimination de la glace beaucoup plus facile que les méthodes conventionnelles comme le raclage.

L'équipe de Tuteja mène des tests supplémentaires sur le revêtement omniphobe, mais ils prévoient de le préparer pour une utilisation militaire et civile à petite échelle dans les deux prochaines années.