Lorsqu'une goutte de liquide frappe une surface à une vitesse suffisamment élevée, il éclabousse, cela ne fait aucun doute. Mais parfois, les éclaboussures ne sont pas utiles. Les chercheurs travaillent sur des méthodes « d'éviter les éclaboussures » qui pourraient empêcher les éclaboussures de fluides nocifs ou non hygiéniques dans une gamme de paramètres, des hôpitaux aux cuisines - et peut-être même aux urinoirs.

Dans un nouvel article dirigé par des scientifiques de l'Université d'Oxford et publié dans la revue Lettres d'examen physique , les chercheurs montrent que le revêtement d'une surface dans une fine couche d'un matériau souple comme un gel ou du caoutchouc pourrait fournir une solution simple à ce problème.

Chercheur principal Professeur Alfonso Castrejón-Pita, Chercheur universitaire de la Royal Society au Département des sciences de l'ingénieur d'Oxford, a déclaré:«Nous avons réalisé que personne n'avait réellement étudié systématiquement ce qui se passe lorsque les gouttelettes frappent des substrats mous. Dans notre étude, nous avons déposé des gouttelettes d'éthanol sur des matériaux souples en silicone, le matériau souvent utilisé dans les mastics de salle de bain. Le silicone est très utile, car il peut être conçu pour avoir différents niveaux de rigidité, allant d'un matériau comparable à de la gelée à quelque chose avec une consistance plus proche de celle d'un crayon en caoutchouc.

« Nous avons filmé les impacts avec une caméra ultra-rapide à des vitesses allant jusqu'à 100, 000 images par seconde—environ 4, 000 fois plus rapide qu'un téléphone mobile classique, puis j'ai étudié la dynamique des éclaboussures. En combinant ces expériences avec une modélisation théorique et des simulations informatiques détaillées, nous avons constaté que de minuscules déformations du substrat se produisent dans les 30 premières microsecondes après l'impact, lequel, étonnamment, peut être juste suffisant pour supprimer complètement les éclaboussures.

« Ce qui est le plus surprenant, c'est que vous avez besoin d'environ 70 % d'énergie en plus pour obtenir une goutte qui éclabousse ces matériaux mous par rapport aux matériaux durs. Si vous pensez à une goutte tombant d'une certaine hauteur, nous avons besoin de doubler la hauteur pour le faire éclabousser dans les surfaces les plus molles.'

Peu de travaux ont été menés pour éviter les éclaboussures. Il a été démontré que les gouttelettes sous vide n'éclaboussent pas, et des gouttelettes frappant un mince, membrane élastique sont beaucoup moins susceptibles d'éclabousser. Le déplacement du substrat à des vitesses élevées peut supprimer les éclaboussures d'un côté de la goutte mais augmenter les éclaboussures de l'autre côté. Personne n'a encore examiné comment des revêtements simples pourraient fournir une protection complète contre les éclaboussures.

Le professeur Castréjon-Pita a déclaré:«Nous pensons que des surfaces molles avec la rigidité correcte pourraient être utilisées dans un certain nombre de situations dans lesquelles des fluides « dangereux » ou « méchants » sont utilisés. Il est étonnamment facile pour les gouttelettes de se transformer en aérosols ou en sprays lorsqu'elles éclaboussent :une goutte d'un solvant typique tel que l'éthanol ou le méthanol éclaboussera si elle tombe d'une hauteur d'environ 20 cm et générera des gouttelettes de ce matériau qui peuvent être emportées par air. Donc, si vous travaillez avec des produits chimiques ou des biomatériaux dangereux, il serait utile de savoir que vous ne générerez pas de sprays ou d'aérosols si des gouttes tombent, vous exposer à des maladies ou à des matériaux nocifs. C'est également le cas avec l'utilisation de plateaux à instruments pendant la chirurgie - cette technique pourrait empêcher les éclaboussures de fluides corporels.

« Quant à l'hygiène, la transmission de campylobacter ou d'autres agents d'intoxication alimentaire dans une cuisine typique en est un exemple. Au Royaume-Uni, il y a une grande campagne pour empêcher les gens de laver le poulet cru avant de le cuisiner à cause des éclaboussures. Une surface capable d'arrêter les gouttes accidentellement renversées de liquides de poulet crus peut être utile. Et le développement d'un urinoir sans éclaboussures serait également le bienvenu !'

Le professeur Castréjon-Pita a ajouté :« Il y a certainement plus de travail à faire dans ce domaine. Plus vous faites un matériau doux, plus il devient collant et faible - deux choses qui ne sont pas idéales pour rendre utile, revêtements à long terme. Le principal défi de ce travail est de savoir comment surmonter cela. Heureusement, des travaux récents ont commencé à développer de nouveaux matériaux qui peuvent être mous, forts et non collants, comme des hydrogels résistants, il y a donc certainement beaucoup d'approches à explorer.'