Les instructions des manuels pour caractériser les propriétés de mouillage des surfaces solides sont susceptibles de changer car les chercheurs du KAUST démontrent que les tests conventionnels peuvent être trompeurs.

Les méthodes de référence actuelles pour déterminer les caractéristiques de mouillage des surfaces reposent sur la mesure des angles de contact, grâce à quoi des images de gouttelettes avançant et se rétractant distribuées par des capillaires sur des surfaces sont analysées pour estimer les angles aux interfaces solide-liquide-vapeur.

Un angle de contact supérieur à 90 degrés pour les gouttelettes à base d'eau ou d'huile indique que les surfaces sont hydrophobes (résistant à l'eau) ou oléophobes (résistantes à l'huile). Par conséquent, les surfaces qui répondent à ce critère à la fois pour l'eau et les huiles sont définies comme omniphobes. Des angles de contact élevés garantissent également que, lorsqu'il est immergé dans des liquides, les surfaces emprisonnent l'air, ce qui est crucial pour les applications, comme le dessalement, réduction de la traînée dans les tuyaux de transport et les matériaux antifouling pour les navires.

Les angles de contact se sont avérés extrêmement fiables pour évaluer l'omniphobie des surfaces qui exploitent des revêtements chimiques repoussant les liquides. Il existe des équipements et des logiciels disponibles dans le commerce pour mesurer les angles de contact en temps réel. Cependant, en explorant des approches sans revêtement pour repousser les liquides, L'équipe de Himanshu Mishra a découvert que les évaluations basées uniquement sur les angles de contact peuvent être trompeuses.

Pour démontrer cet écart, les chercheurs ont étudié le mouillage de surfaces de silice comprenant des piliers microscopiques en forme de champignon (voir image) à la fois par des mesures d'angle de contact et par immersion. Lorsqu'il est évalué par l'angle de contact, les surfaces présentaient des angles d'avance et de recul supérieurs à 150 degrés, qui selon l'indice utilisé pour évaluer les surfaces les classe comme ayant une hydrophobie ou une superomniphobie remarquable. Cependant, lorsqu'il est évalué par immersion, les mêmes liquides s'imprégnaient instantanément de la microtexture et la phobie était perdue. Ainsi, les surfaces qui ont été caractérisées comme superhydrophobes par les angles de contact ont conduit à des conclusions erronées. En réalité, défauts localisés, tels que des piliers cassés ou manquants, dans cette microtexture et cette limite ont permis au liquide de pénétrer et de déplacer l'air emprisonné.

En utilisant le même matériau, les chercheurs ont également démontré que si un mur était construit autour des rangées de piliers, la microtexture compartimentée résultante a repoussé les gouttelettes de liquide dans l'air et a emprisonné l'air de manière robuste lors de l'immersion. « Alors que nous identifions de nouvelles approches sans revêtement pour la répulsion des liquides, les anciens critères d'évaluation de l'omniphobie doivent être mis à jour, et la spécificité des microtextures doit être reconnue, " dit Mishra.

Le premier auteur Sankara Arunachalam dit, "Pendant les mesures d'angle de contact, les gouttelettes occupent un nombre limité de points à la surface. Par conséquent, les effets des défauts de surface pourraient passer inaperçus."

Cependant, le liquide peut accéder à toute la surface lors de l'immersion. Ces découvertes devraient faire progresser le développement rationnel de surfaces hydrofuges sans revêtement en tant qu'alternatives vertes et robustes aux traitements chimiques actuels pour les applications, comme le dessalement et la réduction de la traînée.