Patricia Weisensee et son laboratoire ont étudié la température et le comportement d'évaporation d'une goutte épinglée sur une surface verticale. Crédit : Weisensee Lab
Lorsque des gouttes d'eau touchent la surface d'une feuille de fleur de lotus, ils forment des perles et roulent, collecter des particules de poussière en cours de route. En revanche, les gouttelettes d'eau sur un pétale de rose forment également des perles, mais restent épinglés à la surface du pétale. Un ingénieur en mécanique de l'Université Washington à St. Louis a combiné les deux concepts pour trouver un moyen plus efficace pour les gouttelettes de s'évaporer d'une surface.
Patricia Weisensee, professeur adjoint de génie mécanique et de science des matériaux à la McKelvey School of Engineering, initialement prévu d'établir un motif sur une surface qui repousserait à la fois le liquide, semblable à la feuille de lotus, ou des gouttelettes d'épingle, semblable au pétale de rose, pour influencer le mouillage lors de l'impact des gouttelettes, comme pendant la pluie. Comme la feuille de lotus, lorsque l'eau impacte une surface répulsive ou superhydrophobe, les gouttelettes rebondissent facilement, semblable à la pluie sur les pare-brise traités.
Dans le transfert de chaleur et l'évaporation, ces surfaces superhydrophobes sont très inefficaces en raison d'un temps de contact court entre l'eau et la surface. Inversement, lorsque le liquide entre en contact avec une surface hydrophile pouvant être mouillée, il s'étend à la surface, forme une flaque de liquide et met beaucoup de temps à s'évaporer. Weisensee voulait créer une surface avec des propriétés à la fois répulsives et mouillantes qui créeraient de petites sous-gouttelettes, combinant les avantages des deux types de surfaces :goupillage et évaporation des gouttelettes sur la surface mouillante sans risque d'inonder toute la surface répulsive. Elle a ensuite observé leur comportement pour en savoir plus sur l'évaporation en tant que méthode de refroidissement pour la gestion thermique des appareils électroniques de haute technologie.
Les résultats de son travail ont été publiés en ligne le 20 décembre dans Langmuir .