Les caractéristiques de mouillage et d'adhérence des surfaces solides dépendent de manière critique de leurs structures fines. Cependant, jusqu'à maintenant, notre compréhension de la manière exacte dont le comportement de glissement des gouttelettes liquides dépend des microstructures de surface est limitée. Maintenant, les physiciens Shasha Qiao, Qunyang Li et Xi-Qiao Feng de l'Université Tsinghua de Pékin, La Chine a mené des études expérimentales et théoriques sur le frottement des gouttelettes liquides sur des surfaces microstructurées.

Dans un article publié en EPJ E , les auteurs ont trouvé que sous la même fraction solide, le frottement sur les surfaces avec une structure composée de micro-trous est beaucoup plus élevé que celui sur les surfaces modelées avec un réseau de piliers. De telles surfaces microstructurées ont aidé à concevoir de nouvelles surfaces qui imitent les surfaces trouvées dans la nature, comme les surfaces autonettoyantes, surfaces à traînée réduite, surfaces capables de transporter des liquides dans des systèmes microfluidiques, variantes aux propriétés antigivrantes ou caloporteuses, et même des surfaces qui facilitent la séparation huile-eau.

Dans cette étude, les auteurs se concentrent sur le comportement de glissement d'une goutte sur des surfaces structurées en micro-trous. Récemment, le même groupe de physiciens a montré que le pourcentage d'espace occupé par les solides pour une surface unitaire peut en effet affecter de manière significative le comportement de glissement des gouttelettes liquides sur des surfaces à structures en micro-piliers.

Dans cette étude, les auteurs démontrent que la continuité des microstructures de surface peut également altérer considérablement le comportement de glissement des gouttelettes. Ils montrent que le frottement de glissement augmente avec l'augmentation de la fraction de surface solide. Cette conclusion a été validée expérimentalement en faisant glisser activement une goutte d'eau sur des surfaces solides avec des micro-trous et des micro-piliers de différentes tailles tout en mesurant simultanément les forces de frottement de glissement résultantes.

Les auteurs expliquent ensuite qualitativement le contraste de frottement entre les surfaces des micro-trous et des micro-piliers en développant un modèle théorique amélioré, qui étend le modèle classique de la mécanique du mouillage en considérant une largeur effective finie de la ligne de contact solide-liquide-gaz.