Une découverte récente financée par l'Air Force Office of Scientific Research (AFOSR) pourrait très bien conduire à un processus qui profite non seulement à tous les militaires en uniforme du ministère de la Défense, mais tout le monde aussi :protection contre les agents chimiques/biologiques, aux vêtements autonettoyants, à une gestion thermique sans effort, à la purification du carburant ainsi qu'à un contrôle amélioré des fuites, en particulier du pétrole et des carburants.

En 2006, Le directeur du programme AFOSR, le Dr Charles Lee, a financé le professeur Gareth McKinley du Massachusetts Institute of Technology pour explorer la technologie des nanocomposites pour les applications de défense. Anish Tuteja, doctorant au MIT à l'époque, exploitait les propriétés de surface inhabituelles d'un nanocomposite avec des nanoparticules fluorées, pour créer une surface superoléophobe. Après l'obtention du diplôme, Tuteja a déménagé à l'Université du Michigan à Ann Arbor, où il est actuellement professeur assistant en science et ingénierie des matériaux, spécialisé en génie chimique et en science et ingénierie macromoléculaires. Il a reçu une bourse du Programme des jeunes chercheurs de l'AFOSR en 2011, et a continué à mener la même ligne de recherche commencée au MIT. Son équipe comprenait également le doctorant Shuaijun Pan et le chercheur postdoctoral Arun Kota, ainsi qu'une collaboration avec le Dr Joseph Mabry, de la division de propulsion des fusées du laboratoire de recherche de l'armée de l'air, à Edwards AFB, Californie.

Dans leur dernier article, "Surfaces superomniphobes pour une protection chimique efficace, " dans le numéro actuel du Journal de l'American Chemical Society , Tuteja et son équipe ont démontré des surfaces qui fonctionnent efficacement comme « écrans chimiques contre pratiquement tous les liquides ».

Pour rendre cela possible, les surfaces sont préparées à l'aide d'un revêtement à l'échelle nanométrique composé d'environ 95 % d'air, lequel, à son tour, repousse les liquides de tout matériau de sa catégorie, les faisant littéralement rebondir sur la surface traitée. Les surfaces "possèdent des échelles hiérarchiques de texture réentrante qui réduisent considérablement la zone de contact solide-liquide". Tout se résume à contrôler le degré de contact du liquide avec la surface traitée. Pour ce faire, les chercheurs appliquent le revêtement à l'échelle nanométrique à l'aide d'un processus appelé électrofilage, en utilisant une charge électrique pour créer de fines particules de solide dérivées d'une solution liquide.

L'enrobage est un mélange de « polydiméthylsiloxane réticulé, " ou PDMS, et des cubes nanométriques résistants aux liquides développés par l'Air Force qui contiennent du carbone, fluor, silicium et oxygène. Bien que la chimie du matériau soit importante, sa texture aussi, car il épouse la structure des pores de la surface sur laquelle il est appliqué, et crée une fine toile de poches d'air dans ces pores, Ainsi, tout liquide qui entre en contact avec le revêtement touche à peine une surface solide.

Selon le Dr Tuteja, lorsqu'une surface non traitée et un liquide se trouvent à proximité, "ils s'imprègnent mutuellement d'une petite charge positive ou négative, et dès que le liquide entre en contact avec la surface solide, il va commencer à se répandre….nous avons considérablement réduit l'interaction entre la surface et la gouttelette." En éliminant efficacement le contact entre la surface traitée et le liquide, il n'y a presque aucune incitation pour que le liquide se répande, En tant que tel, les gouttelettes restent intactes, n'interagissant qu'avec les molécules d'elles-mêmes, et en conservant leur forme sphérique.

L'équipe de recherche a testé plus de 100 liquides et n'en a trouvé que deux capables de pénétrer dans le revêtement :ils étaient tous deux des chlorofluorocarbures, des produits chimiques utilisés dans les réfrigérateurs et les climatiseurs. Dans les démonstrations du laboratoire de Tuteja, la surface repoussait le café, sauce soja et huile végétale, ainsi que les acides chlorhydrique et sulfurique toxiques, et les surfaces sont également résistantes à l'essence et à divers alcools.

Ce programme intéresse particulièrement l'armée de l'air et le ministère de la Défense, car il peut être utile pour les surfaces autonettoyantes (en particulier, Protection intégrale respirante contre la guerre chimique/biologique dans les vêtements d'uniforme et les systèmes de capteurs), amélioration de l'efficacité de la gestion thermique dans les systèmes de refroidissement à changement de phase, la purification du carburant et le contrôle des fuites d'huile et de carburant dans les fusées et les avions. Sans parler de, protection contre le renversement de café quotidien.