Synthèse de surfaces superhydrophobes et glissantes magnétiques et élastomères : rôle des réorganisations de surface sur le mouillage - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Synthesis of superhydrophobic and sliding magnetic and elastomeric surfaces : role of surface reorganizations on wetting

Synthèse de surfaces superhydrophobes et glissantes magnétiques et élastomères : rôle des réorganisations de surface sur le mouillage

Résumé

Non-wetting natural surfaces are explicit example of nature beauty to protect themselves by repelling water (lotus leaves) or feeding (pitcher plant). Transferring these properties into synthetic material interfaces has given a high number of publications. Nevertheless, many synthetic examples are given where the morphology is fixed during their synthesis. We emphasized to prepare elastic and magnetic micropillars arrays that can be deflected by the application of a magnetic field gradient. On the more, we demonstrated that magnetic dipolar interaction can induce dynamic reorganization of the pillar arrays. For slippery surfaces, a viscous hydrophobic mineral oil infused the pillar arrays. The evolution of oil imbibition into pillar arrays are analyzed with a new perspective that allowed us to highlight the specific propagation of the oil by zipping, which is an extremely rapid, orthogonal fluid displacement compared to fluid direction propagation. Last, we have demonstrated that the liquid oil film serves as a temporary reservoir to facilitate the propagation of fluids. On slippery surfaces, we shed light on the control of a water droplet movement and showed that the water droplet speed is correlated to the pillar interactions. This will help us to imagine new generations of active surfaces to drive droplet displacement.
Les surfaces naturelles non mouillantes sont un exemple connu de la nature pour se protéger en repoussant l'eau (feuilles de lotus) ou en se nourrissant (plante carnivore). De nombreux chercheurs ont reproduit ces propriétés dans des interfaces de matériaux synthétiques, ce qui a donné lieu à de nombreuses publications. Cependant, la plupart des surfaces synthétiques présentent une morphologie fixe qui est établie lors de leur fabrication. Dans notre étude, nous nous sommes concentrés sur la préparation de réseaux de micropiliers élastiques et magnétiques qui peuvent être déformés grâce à un gradient de champ magnétique. Nous avons également démontré que l'interaction dipolaire magnétique peut induire une réorganisation dynamique de ces réseaux de piliers. Pour les surfaces glissantes, nous avons infusé un film d'huile minérale visqueuse hydrophobe dans les réseaux de piliers. Nous avons analysé sous un nouvel angle l'évolution de l'imprégnation de l'huile dans ces réseaux, ce qui nous a permis de mettre en évidence un phénomène de propagation spécifique de l'huile appelé "zipping", où le fluide se déplace de manière extrêmement rapide et orthogonale à sa direction de mouvement. En outre, nous avons démontré que le film d'huile liquide joue le rôle d'un réservoir temporaire qui facilite la propagation des fluides. Dans le cas des surfaces glissantes, nous avons étudié le contrôle du mouvement des gouttes d'eau et constaté que leur vitesse de déplacement est corrélée aux interactions entre les piliers. Ces découvertes ouvrent des perspectives prometteuses pour le développement de nouvelles générations de surfaces actives destinées à faciliter le déplacement des gouttes.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04443909 , version 1 (07-02-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04443909 , version 1

Citer

Sarra Nouma. Synthèse de surfaces superhydrophobes et glissantes magnétiques et élastomères : rôle des réorganisations de surface sur le mouillage. Chimie analytique. Sorbonne Université, 2023. Français. ⟨NNT : 2023SORUS441⟩. ⟨tel-04443909⟩
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