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Mouillage et électromouillage

Actuellement, un grand effort est consacré au contrôle de la mouillabilité des surfaces pour réduire le frottement des liquides lors de l’écoulement. Les propriétés physico-chimiques des surfaces jouent un rôle central dans ce domaine, en particulier aux échelles nanométriques des mécanismes élémentaires qui fixent la dynamique de la ligne de contact liquide-solide-air. La présence de nanobulles de gaz à l’interface solide-liquide et leurs stabilités sur les surfaces sous certaines conditions est un sujet non résolu.

Un énorme intérêt est également porté à l’électromouillage, où l’application d’un champ électrique entre le substrat et le liquide permet de changer la mouillabilité de la surface. Les surfaces nanostructurées superhydrophobes constituent un bon système pour ces études. Les surfaces de type Cassie, où des poches de gaz sont piégées dans les cavités de la surface nanostructurée, permettent d’atteindre des angles de contacts macroscopiques très grands. L’application d’un champ électrique permet de passer d’une surface type Cassie à une surface de type Wenzel (absence de poche de gaz et mouillage total). Récemment, les travaux dans le domaine ont montré qu’il était possible de moduler la mouillabilité de façon réversible (Phys. Rev. Lett. 106, 014501 (2011). Une des applications pourrait être de pouvoir contrôler la courbure de l’interface eau/air sur ce type de surface nanostructurée, pour ainsi moduler l’écoulement (glissement) d’un liquide sur ce type de surface. Un autre intérêt l’électromouillage est celui de la manipulation de gouttelettes d’eau sans les toucher. Des microsystèmes fluidiques discrets qui utilisent le principe de l’électromouillage sur diélectrique (EWOD) permettent la manipulation de très faibles volumes de liquides (de l’ordre du nanolitre) (Nano Letters, vol. 7, n° 3, pp. 813). Ceux-ci permettent de contrôler ainsi le déplacement et le transport de faible volume de liquide.