Les ampoules (petites poches d'air) ou les boucles dans les pansements ou les bandes peuvent être assez ennuyeuses et difficiles à enlever. Quoi de plus, ils peuvent également affecter les matériaux utilisés pour fabriquer de l'électronique flexible et de la robotique souple. Des chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven et de l'Université de Twente ont étudié le décollement du ruban adhésif en boucle et développé un nouveau modèle pour expliquer comment éliminer au mieux les boucles gênantes. La nouvelle recherche est publiée dans Lettres Européennes de Physique.

Imaginez une bande où les deux côtés collants sont collés ensemble, formant une boucle. Si vous essayez de retirer la boucle en tirant sur les deux extrémités de la boucle, il se passe quelque chose de surprenant.

La taille de la zone de contact entre les côtés collants commence à diminuer mais la boucle ne se déboucle pas comme vous pourriez vous y attendre. Au lieu, pendant que vous épluchez les deux côtés, la boucle se réduit juste en taille jusqu'à ce qu'elle atteigne une petite taille critique, puis se déboucle finalement.

Ce comportement surprenant a rendu perplexe Twan Wilting, doctorat candidat dans le groupe Fluides et Flux du département de Physique Appliquée à TU/e ​​en collaboration avec Hanneke Gelderblom, pour un certain temps. "Je suis tombé sur cet effet il y a quelques années et je n'ai pas trouvé de solution en ligne. J'ai même contacté les YouTubers pour une solution, mais en vain."

Puis en 2019, Wilting a suivi un cours de Jacco Snoeijer (Faculté des sciences et technologies, University of Twente) dans laquelle Snoeijer a discuté des adhésifs et a parlé des vidéos YouTube avec lesquelles Wilting était trop familier. "J'ai été approché par Twan avec le problème par la suite, et il m'a demandé si je serais intéressé à travailler avec lui là-dessus, " dit Snoeijer. " Nous avons accepté de collaborer, et les choses ont évolué rapidement après cela."

Défis expérimentaux

L'élimination des boucles et des ampoules a des implications pour plus que des pansements et du ruban adhésif, comme le souligne Jacco Snoeijer. "Lorsque vous travaillez avec des matériaux pour l'électronique flexible mince et la robotique douce, il est important de savoir quelles forces doivent être appliquées pour éliminer les cloques ou les boucles. Autrement, vous faites face à la perspective d'endommager de façon permanente le matériel."

Pour étudier comment les boucles changent lorsqu'elles sont soumises à des forces et des vitesses de pelage variables, les chercheurs ont décidé d'étudier l'évolution des boucles dans différentes bandes. Mais ils avaient besoin d'un moyen fiable de créer des boucles de bande droites en laboratoire.

"Dans les boucles droites du ruban, les deux côtés collants du ruban sont parfaitement alignés ou parallèles. Si les deux côtés n'étaient pas parallèles, la boucle se tordrait à mesure que la taille diminuait, et nous voulions éviter toute torsion physique, " note Wilting. " Comme nous n'avions pas d'appareils automatisés, nous avons dû faire les boucles à la main. Il va sans dire que c'était un processus de test et d'essai."

Une fois les expériences de décollement terminées, les chercheurs ont utilisé les observations pour construire un nouveau modèle qui décrit le processus de rétrécissement de la boucle et donne une indication de la taille critique de la boucle (avant le débouclage final) et de la force critique de pelage.

"Le modèle correspond très bien aux observations expérimentales. Peut-être qu'à l'avenir nous ajouterons plus au modèle, notamment sur l'évolution des adhésifs lors du débouclage, " dit Snoeijer.

C'est une chose de supprimer les boucles dans les bandes spécialement préparées, mais c'est une autre chose de supprimer des boucles dans des réglages pratiques. Wilting et les chercheurs savent qu'il existe de nombreuses applications pour leur modèle dans le monde réel :« Des cloques et des boucles se produisent dans les revêtements multicouches, électronique souple, robotique douce, même pendant la production de graphène (le matériau constitué d'atomes de carbone dans un réseau en nid d'abeille d'une épaisseur d'un atome de carbone). Cela signifie que vous devez savoir ce qui se passe pendant les processus de pliage et d'auto-adhérence, et c'est là que notre modèle peut certainement vous aider."

Sérendipité et communication scientifique

Finalement, il y a un heureux hasard significatif au sujet de cette étude de recherche. À côté de Wilting lors de ce cours donné par Jacco Snoeijer en 2019, se trouvait Martin Essink, un doctorat candidat travaillant avec Snoeijer qui a encouragé Wilting à approcher Snoeijer au sujet du puzzle. Ajouté à cela, Snoeijer était le superviseur de Hanneke Gelderblom, Le superviseur de Wilting à TU/e. Tous les quatre sont auteurs de ce nouvel article.

Donc des boucles qui se forment dans du ruban adhésif, électronique souple, et les flocons de graphène feraient mieux de se méfier. Leur avenir est sur le point de s'effondrer de manière constructive.