En comprenant mieux le comportement de l'eau dans sa plus petite forme, un professeur de Virginia Tech et son étudiant de premier cycle pourraient améliorer considérablement l'efficacité de l'élimination de la condensation.

Jonathan Boreyko, professeur adjoint au Département de génie biomédical et de mécanique du Virginia Tech College of Engineering, étudie les gouttelettes de rosée « sauteuses » depuis qu'il a découvert le phénomène à l'université.

Selon Boreyko, les gouttelettes de rosée ne sautent des surfaces hydrofuges que lorsqu'elles atteignent une taille suffisamment grande - environ 10 micromètres - mais on ne savait pas pourquoi jusqu'à ce que Boreyko et ses étudiants fassent une découverte révolutionnaire, sera bientôt publié dans la revue à fort impact ACS Nano .

Dans le laboratoire de Boreyko, Megan Mulroe, alors étudiante de premier cycle, a expérimenté la surface de puces de silicium pour voir comment la topographie nanoscopique de la surface pourrait avoir un impact sur la capacité de saut de condensation.

En créant et en testant six types de surfaces différentes recouvertes de soi-disant nanopiliers, rappelant des stalagmites sur le sol d'une grotte, Mulroe a découvert que la taille critique de la gouttelette sautante peut être affinée en fonction de la hauteur, diamètre, et le pas des nanopiliers.

« Ces résultats, corrélée à un modèle théorique, a révélé que le goulot d'étranglement pour le saut est la façon dont les gouttelettes se gonflent à l'intérieur de la surface après leur première formation, " a déclaré Boreyko.

Essentiellement, quand les nanopiliers sont grands et minces, les gouttelettes formées à l'intérieur et sur les crevasses peuvent sauter de la surface à une taille beaucoup plus petite, jusqu'à deux micromètres. De même, des piliers courts et robustes augmentent la taille de la gouttelette requise pour sauter, jusqu'à 20 micromètres dans le cas de l'expérience de Mulroe.

Alors que le phénomène de gouttelettes sautantes s'est avéré être la forme la plus efficace d'élimination de la condensation, la possibilité de modifier la taille des gouttelettes peut permettre une efficacité améliorée dans l'élimination de la condensation des surfaces.

"Nous nous attendons à ce que ces résultats permettent de maximiser l'efficacité des condenseurs à gouttelettes sautantes, ce qui pourrait rendre les centrales plus efficaces et permettre des surfaces antibuée et autonettoyantes robustes, " a déclaré Boreyko. " Le but ultime est que toutes les gouttelettes de rosée qui se forment sur une surface sautent avant même qu'elles ne soient visibles à l'œil. "

Mulroe, qui était le premier auteur sur le papier, mené toutes les expériences, tandis que l'étudiant diplômé Farzad Ahmadi, qui poursuit un doctorat. en Génie Mécanique, étayé les résultats par un modèle théorique.

La recherche sera publiée le 31 juillet dans ACS Nano .