Les surfaces superhydrophobes repoussent l'eau comme rien d'autre. Cela les rend extrêmement utiles pour les revêtements antimicrobiens, comme bactéries, les virus et autres agents pathogènes ne peuvent pas s'accrocher à leurs surfaces. Cependant, les surfaces superhydrophobes ont un défaut majeur :elles sont extrêmement sensibles aux coupures, rayures ou bosses. Si une surface superhydrophobe est endommagée, la zone endommagée peut piéger des liquides et les avantages du revêtement sont perdus. Maintenant, cependant, une collaboration entre des chercheurs chinois et finlandais a développé une surface superhydrophobe blindée qui peut supporter les coups répétés d'objets tranchants et contondants, et repoussent toujours les liquides avec une efficacité record.

La recherche, qui fait la couverture du numéro de cette semaine de La nature - a conçu des surfaces superhydrophobes pouvant être réalisées en métal, un verre, ou en céramique. Les propriétés superhydrophobes de la surface proviennent de structures de taille nanométrique réparties partout. L'astuce consiste à modeler la surface du matériau avec une structure en nid d'abeille de minuscules pyramides inversées. Le produit chimique hydrofuge fragile est ensuite enduit à l'intérieur du nid d'abeilles. Cela empêche tout liquide de coller à la surface, et le revêtement chimique fragile est protégé des dommages causés par les murs de la pyramide.

"L'armure peut être faite de presque n'importe quel matériau, c'est l'interconnexion du cadre de surface qui le rend solide et rigide, " dit le professeur Robin Ras, un physicien de l'Université Aalto dont le groupe de recherche faisait partie du projet. "Nous avons fait l'armure avec des nids d'abeilles de différentes tailles, formes et matières. La beauté de ce résultat est qu'il s'agit d'un concept générique qui s'adapte à de nombreux matériaux différents, nous donnant la flexibilité de concevoir une large gamme de surfaces imperméables durables."

En plus de leurs propriétés antimicrobiennes utiles pour la technologie biomédicale, les surfaces superhydrophobes peuvent également être utilisées plus généralement dans toute application nécessitant une surface hydrophobe. Un exemple est le photovoltaïque, où l'accumulation d'humidité et de saleté au fil du temps bloque la quantité de lumière qu'ils peuvent absorber, ce qui réduit la production d'électricité. La fabrication d'un panneau solaire à partir d'une surface en verre superhydrophobe maintiendrait leur efficacité sur de longues périodes. Par ailleurs, comme les cellules solaires sont souvent sur les toits et dans d'autres endroits difficiles d'accès, les revêtements répulsifs réduiraient la quantité de nettoyage nécessaire.

"En utilisant la conception découplée, nous introduisons une nouvelle approche pour concevoir une surface superhydrophobe robuste. Notre futur travail serait de pousser cette méthode plus loin, et de transférer des surfaces superhydrophobes robustes à différents matériaux et sa commercialisation, " a déclaré le professeur Xu Deng, le chef du groupe de l'Université des sciences et technologies électroniques de Chine à Chengdu qui a participé à cette recherche.

D'autres applications souhaitables pour les surfaces superhydrophobes comprennent dans les machines et sur les véhicules, où les conditions peuvent être très difficiles pour les matériaux fragiles pendant de longues périodes. Pour simuler ces environnements de travail, les chercheurs ont soumis leurs nouvelles surfaces à des conditions extrêmes, y compris les faire cuire à 100°C non-stop pendant des semaines, les immerger dans des liquides hautement corrosifs pendant des heures, en les soufflant avec des jets d'eau à haute pression, et en les soumettant à un effort physique dans une humidité extrême. Les surfaces étaient toujours capables de repousser le liquide aussi efficacement qu'auparavant.

Maintenant que les atouts de cette nouvelle conception de matériau ont été démontrés, les recherches futures exploreront son vaste potentiel dans les applications du monde réel.