Une équipe de chercheurs dirigée par l'Université de Tokyo a développé un modèle théorique qui révèle comment les gouttelettes se développent autour de minuscules particules sur une surface. Ce modèle pourrait conduire à de nouvelles façons de contrôler la croissance et la forme des gouttelettes, ce qui aurait des applications dans divers domaines, tels que les surfaces autonettoyantes, la microfluidique et l'impression à jet d'encre.

Lorsqu’une gouttelette de liquide est déposée sur une surface, elle se propage et mouille la surface. La forme de la gouttelette sera déterminée par l’équilibre entre la tension superficielle du liquide et les forces d’adhésion entre le liquide et la surface. Si la surface est lisse et uniforme, la gouttelette s’étalera en un cercle plat. Cependant, si la surface est rugueuse ou texturée, la gouttelette sera épinglée à la surface à certains endroits et prendra une forme plus irrégulière.

Le modèle de l'équipe prend en compte l'effet de la rugosité de la surface sur la croissance des gouttelettes. Le modèle prédit que la gouttelette se développera plus rapidement dans les zones où la surface est plus rugueuse et plus lentement dans les zones où la surface est plus lisse. En effet, la rugosité de la surface fournit davantage de sites de nucléation sur lesquels le liquide peut se condenser, ce qui entraîne une croissance plus rapide des gouttelettes.

Le modèle de l'équipe pourrait être utilisé pour concevoir des surfaces contrôlant la croissance et la forme des gouttelettes. Par exemple, une surface pourrait être texturée avec un motif de minuscules piliers qui donneraient aux gouttelettes une forme spécifique. Cela pourrait être utilisé pour créer des surfaces autonettoyantes qui repoussent les gouttelettes d’eau, ou pour créer des dispositifs microfluidiques contrôlant le flux de liquides.

Les conclusions de l'équipe sont publiées dans la revue Physical Review Letters.