Une équipe de recherche dirigée par Hyoungsoo Kim, professeur de génie mécanique au KAIST, réussi à quantifier le phénomène appelé, l'effet Marangoni, qui se produit à l'interface entre l'alcool et l'eau. On s'attend à ce que cette découverte soit une ressource précieuse utilisée pour éliminer efficacement les impuretés d'un fluide de surface sans aucune contamination, et développer des matériaux qui peuvent remplacer les tensioactifs.

Cette recherche, co-mené avec une équipe de recherche dirigée par le professeur Howard A. Stone à l'Université de Princeton, a été publié en ligne dans Physique de la nature le 31 juillet.

L'effet Marangoni, aussi connu sous le nom de larmes de vin, est généré lorsque deux fluides ayant une tension superficielle différente se rencontrent, provoquant un mélange fini, temps d'étalement et échelle de longueur. Typiquement, on croit que les liquides infiniment miscibles se mélangent aussitôt; cependant, ce n'est pas toujours vrai selon cet article.

La tension superficielle typique de l'alcool est trois fois inférieure à celle de l'eau, et cette tension superficielle différente génère le flux de convection entraîné par Marangoni à l'interface des deux liquides. En outre, il leur faut un certain temps pour se mélanger.

Ce phénomène a été maintes fois discuté depuis sa découverte au début du 20e siècle, pourtant il y avait une limite à la quantifier et à l'expliquer.

Professeur Kim, compte tenu du mécanisme de mélange et d'épandage, utilisé diverses techniques et équipements de visualisation de flux pour capturer des images à grande vitesse dans son expérience.

Grâce aux méthodes de visualisation de flux, l'équipe a réussi à quantifier et expliquer le complexe, phénomène physico-chimique généré entre l'eau et l'alcool. De plus, ils ont développé un modèle théorique pour prédire les phénomènes hydrodynamiques physico-chimiques.

Le modèle théorique peut prédire la vitesse du flux de convection entraîné par Marangoni, la surface d'une goutte d'alcool et le temps nécessaire pour développer le champ d'écoulement. D'où, ce modèle peut cartographier les types de matériaux (par exemple, alcool) et le volume d'une goutte de liquide selon le cas pour cibler une situation spécifique.

De plus, l'équipe de recherche pense que le flux interfacial permet la conduite de flux en vrac et qu'il peut être une source de technologie pour délivrer efficacement des médicaments et éliminer les impuretés d'une surface de substance sans provoquer de contamination secondaire.

Par dessus tout, les résultats montrent une possibilité de remplacer le surfactant par de l'alcool comme matériau utilisé pour l'administration de médicaments. Dans le cas de la délivrance de médicaments, certains médicaments sont encapsulés avec un tensioactif afin d'être efficacement transportés in vivo; cependant, le tensioactif s'accumule dans l'organisme, qui peut provoquer divers effets secondaires, comme les maladies cardiaques. Par conséquent, l'utilisation de nouveaux matériaux comme l'alcool pour l'administration de médicaments contribuera à prévenir les effets secondaires causés par le surfactant.

"Le tensioactif est utilisé pour délivrer des médicaments, mais il est difficile d'être expulsé du corps. Cela entraînera divers effets secondaires, comme les maladies cardiaques chez les patients asthmatiques, " a déclaré le professeur Kim. " J'espère qu'en utilisant de nouveaux matériaux, comme l'alcool, libérera les gens de ces effets secondaires."