L'effet de tache de café est un effet bien connu en physique et dans la vie quotidienne dans lequel un bord de couleur sombre reste lorsqu'un fluide contenant des particules s'évapore. Ceci est causé par une "avalanche" de particules se déplaçant vers le bord extérieur, Des scientifiques de l'Université de Twente ont montré dans une étude antérieure. En impression jet d'encre et 3D, c'est un effet indésirable. Maintenant, les chercheurs ont démontré que l'effet peut être supprimé en modifiant la surface à l'aide d'une couche huileuse, selon les résultats publiés dans le Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ).

Des travaux antérieurs du groupe de recherche UT ont montré que si une gouttelette chargée de particules s'évapore, les particules commencent à se déplacer vers le bord de la gouttelette. En premier, c'est un mouvement lent et régulier, mais dès que la goutte perd de la hauteur par évaporation, les particules se précipitent vers le bord de façon désordonnée, comme dans une avalanche. Après évaporation complète du liquide, un anneau sombre reste. En réalité, le diamètre de la goutte dicte ce processus très tôt. Les chercheurs ont cherché à empêcher cela, car dans de nombreux cas, une répartition homogène est requise sans zone sombre en forme d'anneau. Une surface mouillée d'huile est la réponse, les nouveaux résultats montrent.

Dans ce cas aussi, la goutte a un bord, mais il est limité par une couche d'huile qui ne s'évapore pas. Il empêche également l'eau au bord de la goutte de s'évaporer rapidement. Cela empêche à son tour les particules de se déplacer vers le bord. Ils se déplacent même dans l'autre sens, du bord à l'intérieur de la goutte. Une fois toute l'eau évaporée, les particules couvrent uniformément la surface au lieu de former un anneau. Les chercheurs ont également constaté un autre effet :la couche huileuse recouvre entièrement la gouttelette. Dans ce cas, une concentration de particules se forme, un soi-disant nano-œil ou « œil de café ». Cela pourrait être un effet souhaité pour certaines applications, comme l'assemblage de nanoparticules. En ajoutant du tensioactif à la gouttelette, le dépôt final de particules peut être manipulé à partir de l'anneau de café concentré jusqu'à une distribution homogène.

Transfert de maladie

Le groupe Physique des fluides entretient une relation de recherche à long terme avec le fabricant d'imprimantes Océ, maintenant appelé Canon Production Printing. Cette société ajoute une couche spéciale au substrat (comme du papier) avant que l'imprimante n'applique des gouttelettes. Les nouveaux résultats de recherche sont très précieux pour améliorer les processus. Les nouvelles connaissances et le contrôle amélioré sont précieux pour d'autres applications, également, comme l'impression 3D et la structuration de surface. De meilleures informations sur la façon dont les liquides s'évaporent sur une surface peuvent également fournir plus de connaissances sur la façon dont les virus sont transférés d'une personne à une autre.

La recherche a été effectuée dans le groupe de physique des fluides et le Max Planck Center for Complex Fluid Dynamics. Une semaine avant la parution, l'auteur principal de l'article, Yaxing Li (Anhui 1991) a soutenu avec succès son doctorat. thèse, "Evaporation des gouttelettes à plusieurs composants."