Nos expériences

Nous avons effectués plusieurs expériences afin de comprendre (et de tester) le principe de la super-hydrophobie (autrement dit l’effet lotus).

Voici la présentation des différentes expériences réalisées et de leurs résultats.

Première expérience : 

Cette expérience nous a permis de déterminer quels étaient les différents liquides repoussés par les matériaux super-hydrophobes, c’est à dire qui ne s’étalaient pas sur la surface et qui restaient en forme de gouttelettes sphériques

Nous avons testé plusieurs liquides en déposant quelques gouttes de chaque liquide à la surface d’une feuille de chou (qui est super-hydrophobe). Nous avons observé que l’on pouvait classer les liquides en deux catégories :  l’une où le liquide formait une goutte sphérique sur la feuille de chou, l’autre où le liquide s’étalait.

Plusieurs liquides ont été testés, tous avec de différentes propriétés, comme par exemple des liquides polaires et non polaires, des liquides miscibles et non avec de l’eau, ou encore des liquides légers ou lourds.

Comme cette expérience a été effectué au début de nos séances de TPE, les résultats n’ont pas été extrêmement concluants. Cependant, cela nous a permis de mieux comprendre pourquoi certains liquides étaient repoussés et d’autres non.

Deuxième expérience :

La deuxième expérience avait pour but de déterminer en quoi la tension superficielle avait un rôle important dans la super-hydrophobie.

Nous avons essayé d’en savoir plus sur la tension superficielle, pensant que cette force pourrait être à l’origine du phénomène de la super-hydrophobie. Pour cela, nous avions prévu de la mesurer, à l’aide d’une balance de Roberval qui mesurerait la résistance d’une petite plaque en acier qu’on « tirerait » de l’eau. Malheureusement, faute de matériel adapté, l’expérience n’a pas pu être bien réalisée.

Troisième expérience :

Notre objectif pour cette expérience était de parvenir à déposer de l’eau sur une feuille super-hydrophobe sans que celle-ci la « repousse ».

Nous avons donc eu l’idée de condenser de la vapeur d’eau à la surface d’une feuille de chou afin de voir si la feuille était toujours super-hydrophobe après (l’idée est de remplir les interstices entre les micro-aspérités avec la condensation afin d’engendrer un état de Wenzel (fakir empalé) et pas de Cassie (fakir)).

Pour cela nous avons utilisé un chauffe ballon ainsi qu’une cloche à vide. L’eau contenue dans le ballon s’est évaporée pour se condenser sur la feuille de chou, car nous avions pris soin de recouvrir le tout de la cloche à vide afin de saturer l’air avec de la vapeur d’eau.

Cependant, en dépit de plusieurs tentatives, l’expérience n’a pas été concluante car la feuille de chou cuisait à la vapeur ! Nous avons donc été contraints de bricoler et de créer une « plateforme » afin que le chou puisse être posé sur un gant rempli de glaçons pour l’empêcher de cuire. Nous avons enfin réussi à obtenir des résultats intéressants, l’eau s’accroche sur la feuille.

photo de feuille de chou avec condensastion de goutelettes d’eau (état de Wenzel)

Les résultats de cette expérience nous ont été très utiles car ils nous ont permis de comprendre pourquoi des feuilles super-hydrophobes (telles que le lotus et le chou ) étaient recouvertes de rosée le matin et pourquoi celle-ci n’était pas repoussée.