INTRODUCTION

Actuellement, les mécanismes qui dirigent la superhydrophobie et les dynamiques des gouttes sur les surfaces superhydrophobes sont bien compris. On montre un intérêt de plus en plus grandissant envers ces matériaux car ils sont pratiques. Grâce à eux on pourrait réaliser des vitrages, des tissus superhydrophobes, des nano-feuillets ou même du béton pour les constructions. Nous commencerons par rappeler l'état de l'art dans ce domaine. Nous étudierons donc les différentes théories de la mouillabilité, les surfaces naturelles superhydrophobes les plus connues et certaines techniques de préparation des surfaces superhydrophobes.

Qu'est ce que la superhydrophobie ?

Le mot « hydrophobe », vient du grec (hydro=eau et phobos=peur, c'est littéralement la peur de l'eau). Le mot « hydrophobe » s'utilise pour parler d'une substance que l'eau ne mouille pas ou qui tend à éviter le contact avec les molécules d'eau. Donc on dit qu'un matériau est superhydrophobe lorsque sa surface est extrêmement difficile à mouiller avec de l'eau ou autre liquide ( l'huile par exemple). Ainsi, il est possible de trouver des materiaux superhydrophobes dans la nature. Des matériaux à surfaces superhydrophobes ont pu être conçus par des chercheurs en s'inspirant de la nature.

La tension superficielle

La force existant entre deux milieux différents et qui est présente lors de la création d'une interface s'appelle la tension superficielle, ou tension de surface. Elle existe jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'interface. Une interface est la jonction ou surface de contact située entre deux milieux. La création d'une interface est toujours accompagnée d'une consommation d’énergie .On note l'énergie de surface : $$ E_s = γ × S $$

Cette tension traduit l'augmentation de l'énergie lors de l'accroissement de la surface du fluide. C'est un phénomène physico-chimique lié aux interactions moléculaires à la surface du liquide. Elle s'exprime en tant que force par unité de longueur, N/m.

Theorie de la mouillabilite

Le mouillage est l'action de déposer un liquide sur une surface solide. La théorie du mouillage se décompose en plusieurs parties : d'une part l'aspect du liquide à la surface du solide et d'autre part le comportement de celui-ci lorsque la surface est mobile (hystérèse, ancrage, mouillage dynamique). L'angle de contact entre deux milieux (tel qu'un liquide et un solide) s'appelle l'angle de mouillage. Il est régi par les différentes interactions moléculaires entre milieux distincts, liquide, solide ou gaz. Ces interactions apparaissent à l'échelle macroscopique via la tension superficielle. Généralement, lorsqu'un contact est établi entre un liquide et une surface solide, il se crée un angle de raccordement du premier sur le second. Pour un mouillage parfait, l'angle de raccordement devient nul ce qui induit une énergie d’adhésion maximale. En approfondissant la notion de mouillabilité, plusieurs théories de classifications de surface sont possible. L'angle de contact d'une goutte est indépendamment lié a la taille de sa surface, sur un plan solide et homogène. En 1805, Young saisit que cette angle est fixé par l'équilibrage de trois tensions de surface. L'application de ces forces se fait sur la ligne de contact (point d’arrêt des interfaces) et leur équilibre mécanique, énoncé suivant la direction du plan solide, qui donne l'angle de contact θ. Et ainsi, la variation de l'énergie par un déplacement est nulle, dans le cas de Young . Ainsi il existe plusieurs modeles que l'on peut citer pour étudier le comportement d'une goutte d'eau sur une surface superhydrophobe.