Une équipe de recherche affiliée à UNIST a examiné les taux de pénétration des liquides sur des surfaces rugueuses ou à motifs, en particulier ceux avec des pores ou des cavités. Leurs résultats fournissent des informations importantes sur le développement de produits de tous les jours, y compris les cosmétiques et les peintures, et des applications industrielles comme la récupération assistée du pétrole.

Cette étude a été menée conjointement par le professeur Dong Woog Lee et son équipe de recherche à la School of Energy and Chemical Engineering de l'UNIST et une équipe de recherche de l'Université de Californie, Santa Barbara. Publié en ligne dans le numéro du 19 juillet de la Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) , l'étude identifie cinq variables qui contrôlent les taux de remplissage des cavités (transition de mouillage), nécessaire pour que les liquides pénètrent dans les cavités.

Dans l'étude, Le professeur Lee a fabriqué des plaquettes de silicium avec des cavités cylindriques de différentes géométries. Après les avoir immergés dans de l'eau en vrac, ils ont observé les détails de, et les tarifs associés, pénétration de l'eau dans les cavités de la masse, en utilisant la microscopie à fluorescence à fond clair et confocale. Les cavités cylindriques sont comme des pores de peau avec une entrée étroite et un intérieur spécieux. Le remplissage de la cavité progresse généralement lorsque l'eau en vrac est répandue au-dessus d'un hydrophile, cavité réentrante. Comme décrit dans « Mouiller la transition de l'État de Cassie-Baxter à l'État de Wenzel, " la gouttelette de liquide qui se trouve au-dessus de la surface texturée avec de l'air piégé en dessous sera complètement absorbée par les cavités de la surface rugueuse.

Dans cette étude, leurs résultats ont révélé que les taux de remplissage des cavités sont affectés par les variables suivantes :(i) l'angle de contact intrinsèque, (ii) la concentration d'air dissous dans la phase aqueuse en vrac, (iii) la volatilité du liquide qui détermine le taux de condensation capillaire à l'intérieur des cavités, (iv) les types de tensioactifs, et (v) la géométrie de la cavité.

"Nos résultats peuvent être utilisés dans la fabrication de produits cosmétiques spécifiques, " dit le professeur Lee. " Par exemple, les apprêts pour le visage minimisant les pores et les nettoyants pour le visage qui éliminent le sébum doivent réduire la quantité d'air dissous, afin qu'ils puissent pénétrer rapidement dans les pores."

D'autre part, produits de beauté, comme les écrans solaires doivent être conçus pour protéger la peau des rayons nocifs du soleil, tout en évitant l'obstruction des pores. Parce que, les pores obstrués entravent la fonction respiratoire de la peau ou l'échange de dioxyde de carbone et provoquent ensuite une irritation supplémentaire, boutons, et les zones à imperfections sur votre peau. Dans ce cas, il vaut mieux réduire la volatilité et augmenter la quantité d'air dissous dans les produits cosmétiques, contrairement aux nettoyants pour le visage.

"Cette connaissance de la façon dont les cavités sous l'eau en vrac sont remplies et des variables contrôlant le taux de remplissage peut fournir des informations sur l'ingénierie des surfaces superhydrophobes temporaires ou permanentes, et la conception et la fabrication de divers produits appliqués au brut, texturé, ou surfaces à motifs, " dit le professeur Lee. " Bon nombre des connaissances fondamentales acquises peuvent également être appliquées à d'autres liquides (par exemple, huiles), angles de contact, et des cavités ou pores de dimensions ou de géométries différentes."